多聚泛素链差异调控氯离子通道蛋白CFTR的生物合成

The ERAD pathway directs ubiquitin-mediated degradation of a variety of ER-associated proteins, and the mechanism is complex and unclear. Ubiquitination is one of procedures of ERAD. Ubiquitin contains seven lysine residues conjugated to another to form polyUb chains on substrates with different topologies. CFTR is the classic protein degraded by ERAD. We found that two lysine-linked polyUb chains (polyUbK11 and polyUbK48) facilitate CFTR degradation and two (polyUbK63, and polyUbK33) protect CFTR from degradation and elicit ΔF508CFTR aggregation. These data highlight novel mechanisms in which CFTR utilizes multiple Ub conjugation pathways for its biogenesis. In this study, E3 SiRNA SmartPool screen, transfection, molecular biological and immunological techniques, will be employed to figure out the molecular mechanism that the CFTR biogenesis is regulated by multiple polyUbK chains，and the role of E3 ligase and deubiquinase involved in polyubiquitination of CFTR. The findings will provide new insights to understand ERAD pathway and pathogenesis of cystic fibrosis and cervical carcinoma.

内质网关联的蛋白质降解途径(ERAD)是内质网合成的蛋白质降解的重要途径，机理尚不清楚。泛素化是ERAD的重要步骤之一。泛素通过泛素分子上的7个赖氨酸可以形成不同的多聚泛素链。氯离子通道蛋白CFTR是典型的通过ERAD降解的蛋白质，我们发现不同的多聚泛素链对CFTR的生物合成起到差异调控作用：polyUbK11和polyUbK48能够促进CFTR降解；而polyUbK33和polyUbK63则抑制CFTR降解并促进形成聚合体。提示在CFTR生物合成中存在全新的分子机制。在此基础上，本课题拟运用E3 SiRNA SmartPool筛选、细胞共转染和免疫学及等方法，进一步揭示不同赖氨酸构成的多聚泛素链在CFTR生物合成中的机制，特别是泛素连接酶和去泛素酶在其中的作用。本研究能够进一步完善ERAD理论，并为宫颈癌和囊性纤维化的病理生理学提供新的理论依据。

泛素化是内质网关联的蛋白质降解途径（ER associated degradation, ERAD）的重要步骤之一。 泛素通过泛素分子上的7个赖氨酸可以形成不同的多聚泛素链 。氯离子通道蛋白CFTR是典型的通过ERAD降解的蛋白质,我们发现不同的多聚泛素链对CFTR的 生物合成起到差异调控作用:polyUbK11和polyUbK48能够促进CFTR降解;而polyUbK33和polyU bK63则抑制CFTR降解并促进形成聚合体。提示在CFTR生物合成中存在全新的分子机制。在此基础上，本课题运用E3 SiRNA Smart Pool筛选得到7个和CFTR生物合成调控有关的泛素连接酶、并对其中促进CFTR 降解的E3泛素连接酶RNF19B进行了系统研究，并且我们发现已知的E3泛素连接酶 gp78和CHIP参与 polyUbK11和polyUb48多聚泛素链的形成。此外，我们利用细胞共转染和免疫学及等方法，发现细胞质中的泛素化底物转运蛋白hHRad23a和蛋白酶体表面识别泛素化底物的受体 S5a和Adrm1对polyUbK11和polyUb48多聚泛素链识别能力增强而对polyUbK33和polyUb63多聚泛素链识别能力减弱是促进CFTR降解或保护CFTR免于降解的可能原因。并且，我们发现polyUbK33和polyUb63修饰的CFTR从降解途径逃逸后在胞内形成聚合体并影响了自噬体的活性。此外，我们找到了专一调控polyUb63多聚泛素链的去泛素酶 AT3。.本研究进一步揭示了不同赖氨酸构成的多聚泛素链在CFTR生物合成中的机制,特别是泛素连接酶和去泛素酶在其中的作用，为进一步完善ERAD理论提供了理论依据。