泛素连接酶Smurf1与蛋白酶体亚基Rpt6的相互作用及其在泛素信号传递中的功能研究

泛素连接酶（E3）如何将底物泛素化信息传递给蛋白酶体是蛋白质泛素化研究的一个核心问题。HECT类E3 Smurf1在骨稳态维持中具有重要调控功能，我们近期鉴定了其辅因子CKIP-1，并揭示了CKIP-1靶向其WW连接区激活E3活性、催化底物泛素化修饰的新机制。但是被Smurf1泛素化修饰的底物如何进一步被蛋白酶体特异识别并降解尚未揭示，整个HECT类E3与蛋白酶体的关系也很不清楚。通过酵母双杂交筛选，我们发现蛋白酶体基底复合物的ATPase亚基Rpt6可特异结合Smurf1及CKIP-1，本项目将利用泛素化、蛋白质降解、蛋白质相互作用分析等技术，揭示Smad1/5等重要底物被Smurf1泛素化修饰完成后被蛋白酶体识别的机制及Rpt6、CKIP-1在其中的作用。研究将首次建立Smurf/Nedd4家族E3与蛋白酶体之间的特异识别机制，系统揭示Smurf1调控骨形成的分子生物学事件。

项目的研究目标与考核指标顺利完成，主体工作发表在国际著名学术刊物EMBO Reports（IF-7.355），此外还发表多篇署名资助的论文在国际学术刊物EMBO Journal、JBC、FEBS Letters等。.CKIP-1作为泛素连接酶Smurf1的激活蛋白可促进Smad5与MEKK2的泛素化修饰，这些底物如何被呈递到蛋白酶体进行降解，机制并不清楚。通过本项目研究，我们发现CKIP-1通过其C端的亮氨酸拉链与蛋白酶体的19S调节颗粒中的ATPase亚基Rpt6直接相互作用，介导Smurf1与Rpt6结合，并递送泛素化修饰的底物到蛋白酶体进行降解。利用RNAi技术敲低CKIP-1，可减弱Rpt6对Smurf1及其底物的降解。这些发现揭示了此前未阐明的CKIP-1作为接头蛋白偶联泛素连接酶与蛋白酶体的新功能。