ubiquitination

又称：泛酰化

定义：在一系列特殊酶作用下，泛素C端甘氨酸残基通过异肽键与目的蛋白质的赖氨酸残基的ε氨基结合的过程。主要参加蛋白质的降解过程。

学科：生物化学与分子生物学_遗传信息传递与基因表达调控_蛋白质合成与加工_修复

相关名词：泛素 真核生物 蛋白酶体 DNA修复

泛素化分子模型 图片来源：视觉中国

【延伸阅读】

泛素（Ub）是一种高度保守的由76氨基酸残基组成的小分子调节蛋白，几乎存在于真核生物的所有组织中。它的主要功能是标记需要分解的蛋白质，使其被26S蛋白酶体降解；此外，也可以通过改变蛋白质结构、功能、定位、组装等参与细胞信号传导、细胞周期调控、DNA修复等过程。

泛素化修饰是泛素以单体或多聚体形式，经由酶促反应与底物蛋白结合而发生的共价修饰。泛素化是一个动态、高度调控的过程，由三种不同类型的酶催化：E1（泛素激活酶）、E2（泛素结合酶）、E3（泛素连接酶）。首先，泛素激活酶水解三磷酸腺苷将泛素分子腺苷酸化，并通过硫酯键连接形成E1-Ub复合物；随后，Ub被转移到E2的活性位点半胱氨酸残基上；最后，E3识别特定的需要被泛素化的靶蛋白，并催化Ub从E2上转移到靶蛋白上。泛素化修饰后的靶蛋白被运送到蛋白酶体进行降解，被蛋白酶体水解成小分子肽、氨基酸和泛素。通过这一过程，细胞能够精确地识别和清除不需要的蛋白质，确保细胞的正常代谢和稳态。泛素化是可逆的，其相反的过程称为去泛素化，由一类蛋白水解酶——去泛素化酶介导。

随着研究的不断深入，科学家们发现泛素化修饰不仅是一种介导蛋白质降解的关键途径，它还在蛋白质的定位、代谢和功能调节中起着十分重要的作用，参与调控细胞周期、细胞分化、细胞死亡、信号转导及跨膜转运等生理或病理过程，泛素化的研究对于理解细胞功能和疾病发生机制具有重要意义。

2004年，瑞典皇家科学院将该年度的诺贝尔化学奖授予了以色列科学家阿龙·切哈诺沃、阿夫拉姆·赫什科以及美国科学家欧文·罗斯，以表彰他们独辟蹊径，发现了被泛素调节的蛋白质降解这一蛋白质管理系统，使人们从分子层面理解细胞控制一些非常重要的生物化学过程成为可能。

（延伸阅读作者：东北师范大学生命科学学院博士 张帆）

责任编辑：张鹏辉