HECT类泛素连接酶Smurf的Neddylation修饰及调控功能研究

HECT 类泛素连接酶（E3）在骨稳态、肿瘤发生、病毒感染等过程中发挥重要功能，但其活性调控机制还很不清楚。我们以HECT类E3 Smurf1为诱饵，利用酵母双杂交技术筛选到类泛素蛋白Nedd8为其结合蛋白。Nedd8介导的Neddylation修饰是Cullin类E3激活的必需条件，但其与HECT类E3的关系尚未见报道。我们发现，Smurf可与Nedd8形成硫酯键中间体并催化自我Neddylation修饰，此修饰显著增强其泛素连接酶活性，表明Smurf具有罕见的泛素和类泛素双重连接酶活性，Neddylation可能是其活性的重要激活机制。本项目拟在此基础上开展深入研究，利用体内外Neddylation修饰、蛋白质相互作用、连接酶活性分析等技术，揭示Smurf介导的Neddylation修饰的生物学功能。研究将发现一类全新的Nedd8连接酶，建立HECT类E3与类泛素修饰之间的功能关联。

类泛素蛋白Nedd8所介导的修饰称为Neddylation，已知Neddylation修饰可以激活Cullin-RING E3的泛素连接酶活性，但是它是否调节HECT类E3的活性尚无报道。我们的研究发现Neddylation上调C2-WW-HECT类泛素连接酶Smurf1的E3活性，Smurf1结合Nedd8和Ubc12，并且利用其HECT区域的半胱氨酸活性位点C426和Nedd8形成硫酯键复合体。Neddylation修饰显著增强Smurf1与其泛素E2的相互作用，进而促进泛素的转移而激活其E3活性。同时我们发现Smurf1在酵母里的同源蛋白RSP5也通过受到Neddylation调节。另外，我们发现Smurf1和Neddylation通路重要组分E1，E2，Nedd8在结肠癌中均异常高表达且呈正相关性，进一步验证得到Smurf1参与结肠癌的发生发展和Neddylation修饰密切相关。