張秀飛李清平孫雯雯陳 新王璐文趙慶臻

(聊城大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,山東 聊城 252059)

0 引言

酵母中的葡萄糖誘導(dǎo)降解缺陷(glucose induced deficient,GID)復(fù)合體是由多個亞基組成的高分子量蛋白復(fù)合體,它能夠幫助細(xì)胞快速應(yīng)對微環(huán)境中營養(yǎng)狀態(tài)的改變,在單細(xì)胞酵母糖類代謝途徑調(diào)控中發(fā)揮重要作用[1];哺乳動物中也存在著一種在進(jìn)化上與酵母GID 復(fù)合體同源的CTLH(Carboxy-terminal to Lis H)復(fù)合體,該復(fù)合體的命名來源于其多個組成亞基中大都含有CTLH 結(jié)構(gòu)域[2]。這兩類高分子量的蛋白復(fù)合體在進(jìn)化上具有同源關(guān)系,盡管對于此類蛋白復(fù)合體的研究仍處于起步階段,但現(xiàn)有的研究結(jié)果已證明其具有獨特的作用方式和極其重要的生物學(xué)功能。

1 存在于GID/CTLH 復(fù)合體蛋白亞基中主要結(jié)構(gòu)域

保守的蛋白質(zhì)基序或結(jié)構(gòu)域通常意味著蛋白質(zhì)具有特定的功能特征。CTLH 復(fù)合體是一個穩(wěn)定的多亞基復(fù)合體,其亞基成員由多個結(jié)構(gòu)域組成,其中常見的結(jié)構(gòu)域包括Lis H(LIS1-homology,Lis H)、CTLH、CRA 等。酵母GID 復(fù)合體和哺乳動物CTLH 復(fù)合體分別由7個和8個亞基組成,其中各有5個核心亞基且均具有Lis H 和CTLH 結(jié)構(gòu)域,這也是CTLH 復(fù)合體名稱的由來原因。具有Lis H-CTLH 結(jié)構(gòu)域的亞基中,大部分成員同時還包含CRA 結(jié)構(gòu)域;此外,在不同亞基中還分別存在SPRY、ARM 和RING 等結(jié)構(gòu)域。具體情況見表1。

表1 GID/CTLH 復(fù)合體的亞基及其結(jié)構(gòu)域組成(修改自[13]及[20])

LIS1-同源性(LIS1-homology,Lis H)區(qū)域,最初發(fā)現(xiàn)于影響人神經(jīng)元遷移過程的LIS1蛋白。Lis1序列在不同生物中高度保守,其中由第1～39氨基酸殘基組成的N 端部分即為Lis H 基序[3,4],目前已知Lis H基序存在于100多種真核蛋白中,一般包含35個氨基酸左右[4];研究發(fā)現(xiàn)含有Lis H 基序蛋白質(zhì)的一般特征是二聚作用,而且依賴Lis H 的二聚化是包含此結(jié)構(gòu)域蛋白質(zhì)的共同特征[4-6];同時Lis H 二聚化對蛋白質(zhì)功能非常重要,二聚化功能缺失會影響蛋白質(zhì)的半衰期和定位[7]。而且由Lis H 起始的二聚化是形成蛋白質(zhì)多聚體的必須條件[8,9];Lis H 基序還有可能通過影響蛋白質(zhì)二聚化或其他一些過程從而調(diào)節(jié)微管的動態(tài)變化和細(xì)胞遷移[3]。CTLH 一般位于Lis H 的C端,大約由60個氨基酸組成,其結(jié)構(gòu)域以α-螺旋區(qū)為主,結(jié)構(gòu)預(yù)測表明其中包括三個被短環(huán)隔開的α-螺旋。CTLH 結(jié)構(gòu)域一般是與Lis H 共同存在于同一個蛋白中,但也有個別情況下單獨出現(xiàn);多種蛋白質(zhì)中包含CTLH 結(jié)構(gòu)域,其中一些與微管動力學(xué)、核分裂、細(xì)胞遷移和染色體分離有關(guān)[10]。

CRA(CT11-RanBPM)結(jié)構(gòu)域最初是在人RanBPM 蛋白中鑒定出的一個新結(jié)構(gòu)域,位于RanBPM 的C末端區(qū)域,由大約100個氨基酸組成,此區(qū)域具有很強(qiáng)的螺旋化傾向,共形成約六個α-螺旋結(jié)構(gòu)。研究表明,Ran BPM 正是通過其C末端的CRA 結(jié)構(gòu)域與其互作蛋白FMTP的相互作用,因此CRA 也具有識別其他蛋白并實現(xiàn)蛋白-蛋白相互作用的功能[10,11]。

RING(Really interesting new gene)結(jié)構(gòu)域是RING 類型泛素連接酶特有的結(jié)構(gòu)域,一般包含40-60 個氨基酸,其中的8個保守的半胱氨酸(Cys)和組氨酸(His)殘基與兩個Zn2＋離子結(jié)合從而維持住一個獨特的交叉支撐結(jié)構(gòu);根據(jù)這8個關(guān)鍵氨基酸位點的組成,又將RING 結(jié)構(gòu)域分為C3H2C3及C3HC4兩大類型。GID/CTLH 復(fù)合體中的少數(shù)亞基成員具有RING 結(jié)構(gòu)域,該復(fù)合體也已被證明確實具有泛素連接酶活性。

GID/CTLH 復(fù)合體由多個亞基組成,而這些亞基也基本上各自包含多種結(jié)構(gòu)域,這個特征也暗示該復(fù)合體具有多方面的生物學(xué)功能。雖然目前關(guān)于GID/CTLH 復(fù)合體的生物學(xué)功能的研究尚處于初步階段,但已有結(jié)果已表明其參與細(xì)胞內(nèi)多個重要生理生化途徑的調(diào)節(jié),這也與該復(fù)合體多亞基及多結(jié)構(gòu)域的特征相一致。

2 不同生物中GID/CTLH 復(fù)合體的亞基組成

2.1 酵母GID/CTLH 復(fù)合體的組成

當(dāng)釀酒酵母細(xì)胞從非發(fā)酵碳源轉(zhuǎn)移到含有足量葡萄糖的培養(yǎng)基環(huán)境中時,糖異生關(guān)鍵酶果糖-1,6-二磷酸酶(Fbp1)會發(fā)生快速的代謝降解,以關(guān)閉糖異生途徑[1,12-14]。本世紀(jì)初,德國Wolf實驗室通過篩選對葡萄糖誘導(dǎo)的Fbp1代謝降解缺陷(glucose induced deficient,GID)的酵母突變體,先后共找到9個GID 相關(guān)基因,分別命名為GID1-9[15,16]。隨后對這些基因的功能分析發(fā)現(xiàn),GID3是泛素耦合酶UBC8p[16],GID6是去泛素化酶Ubp14p[15];其余七個GID 蛋白則同屬于一個蛋白復(fù)合體即GID 復(fù)合體。因此GID 復(fù)合體至少由七個亞基組成[1],在細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行糖異生反應(yīng)狀態(tài)下,GID 復(fù)合體由除GID4之外的其余6個亞基組成,當(dāng)有足夠的葡萄糖可供酵母細(xì)胞利用時,作為誘導(dǎo)亞基的GID4結(jié)合到復(fù)合體上,從而引發(fā)GID 復(fù)合體的泛素連接酶E3活性,使得Fbp1等糖異生關(guān)鍵酶發(fā)生泛素化降解[1,17],從而快速關(guān)閉糖異生途徑,保證酵母細(xì)胞能夠經(jīng)濟(jì)有效地利用碳源和能量物質(zhì)。

2.2 動植物GID/CTLH 復(fù)合體的組成

GID 復(fù)合體和哺乳動物中高分子量蛋白復(fù)合體CTLH 復(fù)合體的蛋白質(zhì)亞基成分存在于真核生物的多個譜系中,說明它們起源于真核生物共同的祖先[10]。在細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核中廣泛定位的CTLH 復(fù)合體就是酵母GID 復(fù)合體的同源物,七種酵母GID 蛋白在人體CTLH 復(fù)合體亞基中均有同源蛋白,但相對于單細(xì)胞真核生物酵母來說,酵母中的單基因在人中又進(jìn)化成兩個高度同源的不同基因,如GID1在人類體內(nèi)已經(jīng)進(jìn)化成兩個高度同源的不同基因RanBP9(Ranbpm)和RanBP10(又稱Scorpins)[18];GID2則對應(yīng)于人中的RMND5A 和RMND5B[19]。另外,CTLH 復(fù)合體中的YPEL5亞基與酵母Moh1同源,但后者被認(rèn)為并不是酵母GID 復(fù)合體的必須亞基[20]。具體見表1。

植物由于其固著生長的特性,不能像動物通過改變位置來躲避惡劣環(huán)境,因此長期進(jìn)化過程中在植物體內(nèi)形成了更加精細(xì)復(fù)雜的基因表達(dá)調(diào)控系統(tǒng),以幫助植物體盡量適應(yīng)復(fù)雜多變的環(huán)境條件,因此相對于酵母和動物,在植物體內(nèi)往往存在更多數(shù)目的同源基因,同時也使得植物中有更多的基因冗余現(xiàn)象,GID/CTLH復(fù)合體的亞基在植物體內(nèi)的同源基因亦是如此。到目前為止,還沒有任何有關(guān)在植物體內(nèi)GID/CTLH 完整復(fù)合體的報道,但進(jìn)化關(guān)系分析表明GID/CTLH 復(fù)合體的絕大多數(shù)亞基在模式植物擬南芥體內(nèi)都具有更多數(shù)目的同源基因[10]。

3 GID/CTLH 復(fù)合體是有功能的泛素連接酶

3.1 泛素26S蛋白酶體系統(tǒng)及泛素連接酶

泛素26S蛋白酶體系統(tǒng)(ubiquitin 26S proteasome system,UPS)是所有真核生物體內(nèi)具有的高度選擇性的蛋白質(zhì)降解途徑,其中泛素化修飾是底物蛋白被送入26S蛋白酶體中降解的前提條件。哺乳動物中通過26S蛋白酶體降解約80%的多泛素化蛋白包括異常蛋白質(zhì)以及大量的調(diào)節(jié)蛋白等,因此UPS在真核細(xì)胞內(nèi)參與各種生理生化途徑及信號通路的調(diào)控[21-23]。泛素(ubiquitin,Ub)是一種只有76個氨基酸的小蛋白,泛素共價連接到底物蛋白上(主要結(jié)合位點是賴氨酸側(cè)鏈的氨基)稱為蛋白質(zhì)的泛素化修飾,該過程是通過泛素激活酶E1(ubiquitin-activating-enzyme)、泛素耦合酶E2(ubiquitin-conjugating-enzyme)和泛素連接酶E3(ubiquitin ligase)的依次級聯(lián)反應(yīng)完成[23];蛋白質(zhì)的泛素化修飾有不同的立體構(gòu)型,E2在這方面具有很大的影響作用,而E3主要負(fù)責(zé)底物蛋白的特異性[24],特定的E2-E3組合能夠調(diào)控特定的底物蛋白發(fā)生特定類型的泛素化修飾,從而決定底物蛋白的命運[25]。

目前已知人體中大約有600種不同的E3泛素連接酶,負(fù)責(zé)將短壽命的調(diào)控蛋白、異常蛋白等送入26S蛋白酶體中降解[26]。E3 蛋白的活性結(jié)構(gòu)域主要包括兩大類型:HECT(homolog to E6-AP C terminal,HECT)和RING(Really interesting new genes,RING)[27]。具有HECT 結(jié)構(gòu)域的E3首先接受來自于E2-Ub中間體的泛素分子,然后再將泛素轉(zhuǎn)移到底物蛋白上;RING 類型E3則不直接結(jié)合泛素,而是幫助E2將泛素轉(zhuǎn)移到底物上,其中的RING 域負(fù)責(zé)與E2 結(jié)合并刺激泛素轉(zhuǎn)移。RING 結(jié)構(gòu)域采用具有兩個Zn2＋離子的保守交叉支撐結(jié)構(gòu),可以是單體或二聚體,二聚化由RING 結(jié)構(gòu)域單獨或由側(cè)翼螺旋區(qū)域促進(jìn)。另外還有與經(jīng)典的RING 結(jié)構(gòu)域很相似但又有所不同的U box及Ring變異體(RING variants,RINGv)[28]以及較晚發(fā)現(xiàn)的RBR 結(jié)構(gòu)域等。

3.2 GID/CTLH 復(fù)合體具有E3泛素連接酶活性

根據(jù)亞基組成,E3泛素連接酶分為單亞基E3和多亞基E3。常見的單亞基E3有HECT 類型E3和RING 類型E3,多亞基E3有SCF類E3、BTB類E3、DDB類E3以及APC類E3;而這幾種多亞基E3中均包括具有RING 結(jié)構(gòu)域的亞基成員[29]。GID/CTLH 復(fù)合體雖然也是由多個亞基組成的蛋白復(fù)合體行使E3功能,而且GID 復(fù)合體的GID2和GID9及CTLH 復(fù)合體中RMND5A 和MAGA 亞基都具有RING 結(jié)構(gòu)域[1,10,30,31],但其的其他亞基組成與SCF、BTB、DDB及APC類E3大不相同,是比較特殊的一類蛋白復(fù)合體類E3。另外,雖然CTLH 復(fù)合體與酵母GID 復(fù)合體在進(jìn)化上同源,但作為E3泛素連接酶,這二者在底物特異性上又大不相同。GID 復(fù)合體能夠泛素化糖異生酶,如果糖-1,6-二磷酸酯酶(Fbp1),磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶(Pck1)和蘋果酸脫氫酶(Mdh2),調(diào)控它們泛素化降解[1,12],從而保證酵母細(xì)胞在不同碳源環(huán)境下快速啟動或關(guān)閉糖異生途徑。而目前已知在人類細(xì)胞中與CTLH 復(fù)合體參與的泛素化降解相關(guān)的底物蛋白有該復(fù)合體自身組成亞基之一Muskelin[31]和細(xì)胞增殖相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子Hbp1[19]。這二者均不是糖異生途徑調(diào)節(jié)酶,這種底物特異性的差別可能與多細(xì)胞復(fù)雜有機(jī)體與單細(xì)胞酵母生理特性的區(qū)別有關(guān)。最新研究發(fā)現(xiàn),人類GID 復(fù)合體(hGID)即CTLH 復(fù)合體具有兩種不同的底物識別模塊,分別依賴WDR26和GID4。在體外條件下,WDR26與RanBP9共同作用將Hbp1泛素化,此過程不需要GID4;而對另一個底物ZMYND19的識別中則需要GID4的參與,令人驚奇的是ZMYND19并不具有Pro/N-末端規(guī)則的特征[32]。隨著研究的深入,相信會有更多的CTLH 復(fù)合體的泛素化修飾底物被發(fā)現(xiàn),從而幫助我們更加深入地理解CTLH 復(fù)合體的生理功能及作用機(jī)制。

4 GID/CTLH 復(fù)合體的功能

目前在原核生物中并未發(fā)現(xiàn)GID/CTLH 復(fù)合體亞基同源成分[1,2],因此GID/CTLH 復(fù)合體應(yīng)該是真核細(xì)胞中特有的,這也與泛素化修飾是真核細(xì)胞中特有的翻譯后修飾相符合。

4.1 酵母GID復(fù)合體的功能

當(dāng)葡萄糖缺乏時,糖異生途徑可以從前體分子合成細(xì)胞所需要的葡萄糖,該途徑的活性受到嚴(yán)格調(diào)控,以避免在有足夠葡萄糖存在時,糖異生和糖酵解途徑同時運轉(zhuǎn)導(dǎo)致無效ATP水解造成能量浪費[33]。酵母GID 復(fù)合體的作用就是在給饑餓細(xì)胞補(bǔ)充足夠的葡萄糖時,作為E3泛素連接酶快速泛素化細(xì)胞內(nèi)的糖異生途徑關(guān)鍵酶,介導(dǎo)它們的蛋白酶體降解,從而快速關(guān)閉糖異生途徑[1,12,13]。后來發(fā)現(xiàn)N 末端Pro及其隨后的一段靈活可變的氨基酸序列可以作為GID 復(fù)合體底物的識別標(biāo)志,說明酵母細(xì)胞中可能存在一種基于GID的保守的蛋白降解途徑,并將其命名為Pro/N-末端規(guī)則通路(Pro/N-end rule pathway)[12]。迄今為止酵母中已知的GID 底物僅限于在特定糖環(huán)境下的糖異生關(guān)鍵酶,是否存在其他類型的底物目前仍不清楚。

4.2 哺乳動物CTLH 復(fù)合體的功能

CTLH 復(fù)合體在細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)中均有表達(dá),它能夠迅速接收細(xì)胞外的不同信號,協(xié)調(diào)細(xì)胞發(fā)生可逆的變化,從而適應(yīng)不斷變化的環(huán)境。目前CTLH 復(fù)合體的研究仍處于初期階段,復(fù)合體中大多數(shù)的成分以及功能仍不清楚,但從已知的研究中已發(fā)現(xiàn)哺乳動物該復(fù)合體的功能涉及細(xì)胞內(nèi)多個不同的生理途徑。比如CTLH 復(fù)合體成員可以參與智力障礙、神經(jīng)退化性疾病和人格障礙有關(guān)過程[8,13,34],且能調(diào)控c-Raf的降解、抑制細(xì)胞轉(zhuǎn)化和腫瘤形成[35],并且CTLH 蛋白也可參與特定細(xì)胞群和組織發(fā)育過程[34,36-38]。例如TWA1是CTLH 復(fù)合體中最小的組成蛋白,僅由Lis H、CTLH 和CRA 這三個結(jié)構(gòu)域組成,在真核生物中高度保守,在結(jié)構(gòu)二聚化中發(fā)揮重要作用[39];Armc8能夠促進(jìn)肝細(xì)胞生長因子調(diào)節(jié)酪氨酸激酶底物(HRS)與泛素化蛋白相互作用以及調(diào)節(jié)環(huán)蛋白降解[40];MAEA 是紅細(xì)胞巨噬細(xì)胞的附著蛋白,能夠在紅細(xì)胞被擠壓時發(fā)揮作用;但在非紅細(xì)胞中,MAEA 則是核蛋白[41];WDR47是真核生物中最大的蛋白家族的成員之一,它在細(xì)胞增殖、神經(jīng)元遷移和纖維束投射中發(fā)揮作用,同時WDR47與LIS1結(jié)構(gòu)同源,其突變會導(dǎo)致無腦畸形[42];Muskelin和RanBP9是CTLH 復(fù)合物蛋白中研究最詳細(xì)、功能最清楚的蛋白,Muskelin在細(xì)胞內(nèi)的分布受寡聚狀態(tài)的調(diào)控,并依賴于Lis H 結(jié)構(gòu)域介導(dǎo)的二聚化[43],同時它在細(xì)胞形態(tài)、轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)和突觸過程中發(fā)揮作用[44-46],RanBP9可整合到多種蛋白質(zhì)復(fù)合體中,進(jìn)而參與信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、神經(jīng)退行性變和精子形成等過程[36,47-49]。

在泛素化修飾的三個關(guān)鍵酶中,E3泛素連接酶主要負(fù)責(zé)底物蛋白的特異性選擇。酵母中GID 復(fù)合體的底物是糖異生途徑的調(diào)節(jié)酶,但研究表明人類CTLH 復(fù)合體對于糖異生調(diào)節(jié)酶的泛素化降解并不是必須的[19]。因此,雖然很多代謝途徑從細(xì)菌到人類均高度相似,但其相關(guān)生物學(xué)過程以及調(diào)控機(jī)制由于適應(yīng)不同生物體的需求而產(chǎn)生了很大區(qū)別。目前已明確的被CTLH 復(fù)合體識別并泛素化降解的底物是調(diào)控很多促生長調(diào)節(jié)因子基因表達(dá)的轉(zhuǎn)錄因子Hbp1[19],且在此過程中與CTLH 復(fù)合體協(xié)同作用的E2-UBC2H,也是酵母GID 復(fù)合體協(xié)同作用的酵母E2-UBC8/GID3的人類同源基因。另外,還發(fā)現(xiàn)CTLH 復(fù)合體在體外條件下可以降解其自身亞基之一的Muskelin,說明CTLH 復(fù)合體可能具有自身調(diào)控功能。但此過程目前僅有體外實驗結(jié)果,且其中發(fā)揮作用的E2是UBE2D1、UBE2D2和UBE2D3而不是UBC2 H,因此Muskelin是否為CTLH 復(fù)合體的泛素化降解底物還需要體內(nèi)實驗來確定[31]。目前初步的研究結(jié)果已經(jīng)證實人類CTLH 復(fù)合體的生物學(xué)功能涉及到多個細(xì)胞生理途徑,可以推測CTLH 復(fù)合體應(yīng)該有多個/種底物蛋白質(zhì),相信隨著研究的深入,會有更多的CTLH 復(fù)合體的底物蛋白被發(fā)現(xiàn),進(jìn)而CTLH 復(fù)合體調(diào)節(jié)細(xì)胞生理途徑的機(jī)制也會越來越清晰。

醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究發(fā)現(xiàn)CTLH 復(fù)合體的功能與癌癥的發(fā)生明顯相關(guān)。CTLH 復(fù)合體在人類惡性腫瘤中的整體表達(dá)增強(qiáng)中發(fā)揮作用,對高增殖和應(yīng)激性腫瘤細(xì)胞也很重要。它在腫瘤細(xì)胞發(fā)生的早期階段具有抑瘤作用,但在腫瘤形成以后,這種抗腫瘤功能將變成有利于腫瘤生長[50]。已知癌癥細(xì)胞的可塑性和適應(yīng)性是癌癥治療困難的重要障礙[51,52],與各種信號通路相連的大分子復(fù)合體非常適合作為細(xì)胞可塑性的調(diào)節(jié)器,因為它們能夠快速重塑并改變成員組成,CTLH 復(fù)合體正是這樣的大分子復(fù)合體。由于CTLH 復(fù)合體在細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)中均有定位、能夠影響其他蛋白的穩(wěn)定性和亞細(xì)胞定位[13,49],同時它與各種信號通路和癌細(xì)胞可塑性的基本生物學(xué)過程均有聯(lián)系,且已證明CTLH 復(fù)合體基因的過表達(dá)影響了癌細(xì)胞可塑性[53,54],因此它可以結(jié)合不同的細(xì)胞外信號和快速可逆調(diào)節(jié)細(xì)胞變化,從而在癌癥發(fā)生或抑瘤過程中起著重要的調(diào)控作用。

4.3 植物中GID/CTLH 復(fù)合體同源基因的功能研究進(jìn)展

目前尚未有植物中GID/CTLH 復(fù)合體的相關(guān)報道,但已有少數(shù)與GID/CTLH 復(fù)合體亞基同源的植物基因功能的分析結(jié)果。RanBPM(RanBP9)最初是作為人類細(xì)胞中與中心體相關(guān)蛋白被報道的,基于序列的相似性,找到了人類RanBPM 在擬南芥中的同源物AtRanBPM,發(fā)現(xiàn)AtRanBPM 主要存在于細(xì)胞質(zhì)中一個分子量約230-500 k Da的蛋白復(fù)合體中,AtRanBPM 具有高度保守的SPRY、Lis H、CTLH、CRA 結(jié)構(gòu)域利用IP-MS方法鑒定出多種At RanBPM 的相互作用蛋白,它們也是包含有Lis H、CRA、RING-U-box等結(jié)構(gòu)域,且這些蛋白在酵母及人中的同源物都是GID/CTLH 復(fù)合體的組成亞基[55],因此這個包含有At RanBPM 的大分子量復(fù)合體很有可能是植物中的GID/CTLH 復(fù)合體。WD repeat蛋白At WDS1定位于細(xì)胞核中,它能夠與At RanBPM 相互作用,且At RanBPM 基因突變會導(dǎo)致At WDS1部分定位于細(xì)胞質(zhì)。研究表明At WDS1是一種新的氧化還原穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)因子,能夠通過響應(yīng)發(fā)育和脅迫信號來調(diào)節(jié)葉片衰老的過程[56]。

除了At RanBPM 及At WDS1這種與GID/CTLH 亞基同源的基因,還有一些雖不與GID/CTLH 亞基同源但同樣具有SPRY、Lis H、CTLH 或CRA 結(jié)構(gòu)域的植物基因。擬南芥中對于激素信號和發(fā)育過程有重要調(diào)控作用的轉(zhuǎn)錄共抑制因子TOPLESS(TPL)蛋白中就包含Lis H、CTLH 和CRA 結(jié)構(gòu)域,相對于哺乳動物同源蛋白TBL1,植物TPL 演化出了新的蛋白四聚化界面以及一個獨特的結(jié)合抑制因子的表面,且這二者的作用是相互依賴的[57,58]。共生受體激酶Sym RK 是根瘤菌感染豆科植物引起根毛形態(tài)改變必需的,與SymRK 相互作用的E3泛素連接酶(SIE3)可以結(jié)合并泛素化SymRK,而SIE3中包含保守的CTLH、CRA和RING 結(jié)構(gòu)域,是一類新的植物特異性E3連接酶,而且在荷花和豆科植物中均檢測到SIE3蛋白參與根瘤菌的感染與結(jié)瘤[59]。目前本領(lǐng)域在植物中的研究還處于非常初步的階段,相信隨著研究的深入,會有更多相關(guān)內(nèi)容的分析和報道。

5 展望

酵母GID 復(fù)合體的功能主要集中在糖異生途徑的調(diào)控,它是酵母細(xì)胞能夠經(jīng)濟(jì)高效地利用能量以快速對環(huán)境營養(yǎng)條件做出響應(yīng)的高度保障機(jī)制;但該復(fù)合體是否還影響糖異生途徑之外的生理生化途徑,目前還未可知,有待進(jìn)一步研究;雖然人CTLH 復(fù)合體的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與酵母GID 復(fù)合體在進(jìn)化上高度保守,但已有結(jié)果顯示CTLH 復(fù)合體似乎并不影響糖異生關(guān)鍵酶Fbp1的蛋白降解,可見人中CTLH 復(fù)合體的生物學(xué)功能與酵母GID 復(fù)合體已有明顯不同,這應(yīng)該與多細(xì)胞復(fù)雜生物體中發(fā)生的基因重復(fù)及進(jìn)化最終影響到更多的生理途徑有關(guān);目前對動物及人中CTLH 復(fù)合體的研究還處于非常初步的階段,但已知CTLH 復(fù)合體與多種致癌信號通路都有潛在聯(lián)系,說明它具有整合和協(xié)調(diào)細(xì)胞外信號的能力,因此CTLH 復(fù)合體的生物學(xué)功能及其在腫瘤發(fā)生中的作用機(jī)制可能成為未來研究的重點。另外,已有結(jié)果表明該復(fù)合體對細(xì)胞中多種生理生化途徑均具有強(qiáng)大調(diào)控功能,因此分析該復(fù)合體不同亞基的作用方式和機(jī)理,以及所有亞基結(jié)合起來作為一個完整的蛋白復(fù)合體的生物學(xué)功能,都值得我們進(jìn)行深入探究和解析,目前發(fā)展飛速的多種組學(xué)分析手段更可以為這種復(fù)合體的功能解析助力。目前植物中還未有與GID/CTLH 復(fù)合體同源復(fù)合體的報道,但有同源亞基的存在,暗示植物中也存在這種復(fù)合體,且也有可能參與細(xì)胞內(nèi)多個生物學(xué)途徑的調(diào)控,這也將會是植物學(xué)領(lǐng)域中新生的研究方向和熱點之一。