我國科學(xué)家揭示HECT型E3連接酶的一種多鎖酶活調(diào)控機(jī)制

    2019年7月18日，復(fù)旦大學(xué)生物醫(yī)學(xué)研究院/華山醫(yī)院神經(jīng)外科溫文玉課題組在Nature Communicaitons雜志上發(fā)表了題為“A multi-lock inhibitory mechanism for fine-tuning enzymeactivities of the HECT family E3 ligases”的研究工作，該研究揭示了Nedd4家族E3普遍采用一種可變的多鎖抑酶活性調(diào)控機(jī)制，拓展了對(duì)HECT類泛素連接酶活性調(diào)控的認(rèn)識(shí)。

    該研究解析了WWP1在完全抑制狀態(tài)（2L34HECT）和部分激活狀態(tài)（L34HECT）的晶體結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)分析表明，WW2，L和WW4形成類似頭戴式耳機(jī)的結(jié)構(gòu)，其中WW2和WW4結(jié)合在HECT N-Lobe的兩側(cè)，而L形成α-螺旋結(jié)合在HECT的N-和C-lobe之間。WWP1的WW2L結(jié)合HECT的模式與WWP2/Itch非常相似。有趣的是，HECT的N端延伸序列占據(jù)了WW4結(jié)構(gòu)域中的經(jīng)典PY motif結(jié)合位點(diǎn)。這種多位點(diǎn)相互作用通過阻止E2-E3的泛素轉(zhuǎn)移過程使WWP1保持在完全無活性狀態(tài)，而WWP1眾多癌癥相關(guān)的突變使其轉(zhuǎn)為半開放的構(gòu)象從而增強(qiáng)了WWP1連接酶活性，并可能通過增加ΔNp63α泛素化降解來促進(jìn)腫瘤細(xì)胞遷移。

    最后，研究表明這種多鎖調(diào)節(jié)機(jī)制在WWP2和Itch中是保守的，而Nedd4/4L和Smurf2使用略有不同的多鎖抑制機(jī)制?？傮w而言，該研究揭示了HECT家族泛素連接酶多樣的調(diào)控機(jī)制。除了先前報(bào)道的“Re”和“H”位點(diǎn)，它們分別負(fù)責(zé)結(jié)合WW2（WWP2和Itch）或C2（Smurf2和Nedd4 / 4L）和L（WWP2和Itch），該研究發(fā)現(xiàn)了HECT上一個(gè)新的“Le”調(diào)控位點(diǎn)。通過“Re”/“H”或“Le”/“H”雙位點(diǎn)結(jié)合，Nedd4 E3可以保持部分激活狀態(tài)；當(dāng)“Re”，“H”和“Le”位點(diǎn)全部被占據(jù)時(shí)（即多鎖調(diào)控），Nedd4 E3處于完全自抑制狀態(tài)。這種多層調(diào)節(jié)機(jī)制可以使Nedd4 E3表現(xiàn)出不同的活性，從而更精確地調(diào)控細(xì)胞的各種生理進(jìn)程。在這些調(diào)節(jié)位點(diǎn)處的翻譯后修飾或激動(dòng)劑的結(jié)合可以使這些E3處于部分或完全活性狀態(tài)。然而，這些位點(diǎn)的病理性突變則會(huì)引起E3酶活性的錯(cuò)誤調(diào)節(jié)從而導(dǎo)致許多疾病，如癌癥。該研究為理解這些病理性突變提供了可能的分子機(jī)制。