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摘要在目前已发现的4个泛素C．端水解酶(UCHs)中，UCH-L1和UCH-L3只能够水解单泛素衍生物，而UCH-L5和BAP1除了可以水解单泛素衍生物外，在适当的结合蛋白质存在的情况下还可以水解K48-连接的多泛素衍生物。我们通过生物化学方法证明UCH-L5的UCH结构域(UCH-L5N)本身就可以水解K48-连接的二泛素。通过序列比对和三维结构比较发现UCH-L5N的底物结合环区比UCH-L1，UCH-L3的长，这提示底物结合环区可能与底物识别专一性有关。将UCH-L5N的底物结合环区截短后，UCH-L5的UCH结构域就只能水解单泛素衍生物，而不能水解K48-连接的二泛素；同时，将UCH-L1，UCH-L3的底物结合环区延长到和UCH-L5的一样长后，它们二者均可有效地水解K48-连接的二泛素。此外，序列比对显示BAP1的UCH结构域(BAP1N)的底物结合环区比UCH-L5的更长，推测BAP1N本身也应该可以水解K48-连接的二泛素。实验表明BAP1N确实也可以水解K48-连接的二泛素。这些实验结果显示底物结合环区的长度对于底物识别专一性具有决定性作用。<br>　　 全长的UCH-L5几乎不能水解K48-连接的二泛素，而我们的实验结果证明UCH-L5N本身就可以水解K48-连接的二泛素。显然UCH-L5对二泛素的水解具有自抑制作用。通过对全长的UCH-L5的晶体结构进行对称分析发现UCH-L5可以通过其C-端螺旋组装成四聚体结构。这提示C-端螺旋介导的四聚化/寡聚化可能是UCH-L5对二泛素的水解具有自抑制作用的机理。分析级凝胶过滤实验显示其C-端螺旋在溶液中主要是以寡聚体形式存在。免疫共沉淀实验显示全长的UCH-L5也可以寡聚化。体外DSS化学交联实验也显示其C-端螺旋能够以寡聚体（如四聚体）形式存在，而且这种寡聚体可以被hRpn13的C-端打开。NMR滴定实验结果也与DSS交联实验结果相符合。这些结果说明UCH-L3的自抑制作用是通过寡聚化实现的，而激活作用是通过去寡聚化实现的。<br>　　 NMR自旋弛豫实验和分子模拟显示自由状态Ub-KDS的C-端是非常柔性的。在Ub-KDS结合到UCH-L1上以后，其C-端的柔性被显著地降低了。这种由柔性到刚性的转换可能对于UCH-L1催化的Ub-KDS的水解是必需的。自由状态泛素的C-端也是非常柔性的。当它结合到UCH-L1上以后，其C-端也会变得刚性。但是相对与UCH-L1形成复合物的Ub-KDS上的C-端（残基73-76）而言，与UCH-L1形成复合物的泛素上的该区段更具柔性，这可能有助于反应完成后的解离。当UCH-L1与泛素形成复合物时，其底物结合环区的柔性没有显著降低，然而另一区段（残基119-123）的柔性却上升了。当UCH-L1与Ub-KDS形成复合物时，其底物结合环区的柔性显著降低，但是另一区段的柔性却没有任何变化。两个UCH-L1复合物的运动性质比较结果说明泛素与UCH-L1复合物中UCH-L1上的柔性也可能有助于反应完成后产物的解离。通过动力学分析发现从柔性到刚性的转换对于蛋白质水解酶催化的多肽的水解来说可能是一种普遍现象。<br>　　 c-Cb1和Cb1-b在它们的C-端都有一个UBA结构域，并且这两个UBA结构域具有很高的同源性(75％)。但是，Cb1-b的UBA结构域可以与泛素结合，而c-Cb1的UBA却不行。为了解释这两个UBA结构域对泛素结合能力的不同，解析了它们的溶液结构。它们的结构显示，这两个UBA结构域具有相同的折叠方式。化学位移微扰实验表明Cb1-b UBA的第一个螺旋和第一个环区组成了一个疏水的表面，这个疏水表面参与了与泛素的结合。通过比较Cb1-b UBA上与泛素相互作用的表面以及c-Cb1 UBA上相应部分，发现c-Cb1 UBA上相应的疏水表面被一个带负电荷的残基(E12)所破坏。荧光滴定数据显示，如果将Cb1-b UBA上对应残基突变后(A12E)，它几乎完全失去与泛素的结合能力。然而将与Cb1-bUBA的二体形成相关的残基突变后(I30E/I41E)，其泛素结合能力并没有明显变化。这些结果说明这两个UBA结构域第一个螺旋上的静电电势分布在它们与泛素结合能力不同方面起到了非常重要的作用，而其二聚化与泛素结合无关。