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摘要本文对去泛素化酶USP19在多聚谷氨酰胺蛋白质量控制中的作用进行了研究。为了避免蛋白质错误折叠的危害，细胞在进化过程中形成了两种非常精细的系统来执行蛋白质的质量控制，即分子伴侣系统和蛋白质降解系统。分子伴侣能够识别错误折叠的蛋白质并帮助它们重新折叠，而那些在分子伴侣的帮助下还不能正确折叠的蛋白质将在细胞内形成积聚体或者通过泛素-蛋白酶体途径降解。在真核细胞中，错误构象蛋白质的重新折叠、积聚还是降解受到这两种质量控制系统的精确调控。分子伴侣和蛋白酶体降解系统不是独立发挥作用的，它们需要通过一些接头分子的相互联系和协同作用。对于这些蛋白质分子的协同作用及其机制，目前还研究得不够。蛋白质质量控制中新的调控蛋白质的发现将使这些生物过程更加清晰。<br>　　泛素特异性水解酶USP19是最近发现的一种去泛素化酶(DUB)。由于C-端序列的不同，USP19分为两种主要亚型:USP19_a的C-端含有跨膜区(TMD)，定位在内质网膜上，在内质网相关的降解途径(ERAD)中发挥着作用;而USP19_b）的C-端含有MEEVD序列。我们的研究确证了USP19_b位于细胞质中，通过N-端的两个CS(CHORD-SGT1)/P23结构域以及C-端的MEEVD模体分别与分子伴侣HSP90和E3泛素连接酶CHIP相互作用。由于HSP90在处理错误折叠蛋白质的中心位置，我们选择了多聚谷氨酰胺延伸的Ataxin-3(Atx3100Q)和Huntingtin(Htt100Q)作为底物来研究USP19在蛋白质质量控制中的调控功能。我们发现细胞质USP19_b能增加多聚谷氨酰胺(polyQ)蛋白的量，并促进积聚和细胞毒性;而活性中心的突变体(C506S)没有此效应。进一步通过同源比对找到了CS结构域上与HSP90相互作用的位点，这些位点突变的USP19_b突变体显著降低了它们对Atx3100Q的效应。这些发现揭示了USP19_b对多聚谷氨酰胺蛋白的调控依赖于HSP90的相互作用以及去泛素酶的活性。进一步的研究表明不与HSP90相互作用的USP19_b突变体不能与Atx3100Q免疫共沉淀，并且这些突变体对Atx3100Q的泛素化水平没有影响。综合这些实验结果表明，USP19_b与HSP90的结合能够募集错误折叠的蛋白质并将其去泛素化，从而抑制底物蛋白的蛋白酶体降解，导致错误折叠蛋白质量的增加并促进积聚形成。另一方面，实验证实泛素E3连接酶CHIP也通过和分子伴侣相互作用，在蛋白质质量控制中发挥着非常重要的作用。CHIP泛素化错误折叠的PolyQ蛋白，从而促进其通过泛素-蛋白酶体途径降解。作为一种去泛素化酶，USP19对底物泛素化水平的调控和CHIP正好相反。分子筛实验显示USP19_b、HSP90和CHIP可能在细胞内形成一个较大的蛋白质复合体。三种蛋白质共同协作，调控着错误折叠的PolyQ蛋白在细胞内的选择过程:再折叠、积聚、还是降解。去泛素化酶USP19对PolyQ蛋白的调控暗示着它在polyQ神经退行性疾病发生中的作用。