泛素上的不同賴氨酸參與形成不同的泛素鏈，其中 K48 連接鏈主要傳導(dǎo)蛋白酶體降解的信號，而其他連接，如 K63 連接鏈和單個泛素分子（單泛素化）充當 DNA 修復(fù)、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和運輸?shù)冗^程的非降解信號。由于泛素化涉及多種不同的信號傳導(dǎo)和多種不同的賴氨酸（K6、K11、K27、K29、K33、K48 和 K63）導(dǎo)致截然不同的命運，因此有必要對靶蛋白的泛素化進行分離和仔細研究，以確定蛋白質(zhì)是否正在從細胞的一個部分降解、穩(wěn)定或運輸?shù)搅硪粋€部分。

這篇發(fā)表于《Scientific Reports》（2025）的研究文章題為《Unraveling chain specific ubiquitination in cells using tandem ubiquitin binding entities》，由 Progenra 和 LifeSensors 的研究團隊合作完成。研究聚焦于泛素-蛋白酶體系統(tǒng)（UPS）中鏈特異性泛素化的檢測技術(shù)，特別是利用Tandem Ubiquitin Binding Entities (TUBEs)來高通量分析內(nèi)源性蛋白質(zhì)的泛素化類型。

介紹

泛素化是一種多功能且高度調(diào)節(jié)的翻譯后修飾，涉及將泛素 （8 kDa） 添加到靶蛋白中，影響各種細胞功能，如蛋白水解、細胞周期、DNA 修復(fù)、細胞死亡和免疫反應(yīng)泛素化過程涉及酶級聯(lián)（E1、E2 和 E3），其中 E3 泛素連接酶選擇靶蛋白進行泛素化和降解。人類基因組中編碼了 600 多個 E3 連接酶，其中只有一小部分 E3 得到了功能表征。E3 連接酶失調(diào)通常會導(dǎo)致中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病、炎癥、代謝功能障礙和多種癌癥等疾病的發(fā)展。泛素化主要通過8種不同類型的鍵（M1、K6、K11、K27、K29、K33、K48和K63）發(fā)生，其中K48和K63鍵研究最廣泛。表明不同泛素鏈連接具有不同功能的初步證據(jù)來自涉及泛素 K48 或 K63 突變的酵母突變體的研究，其中發(fā)現(xiàn) K63 連接的多泛素參與 DNA 修復(fù)，而 K48 連接的多泛素對蛋白質(zhì)降解和細胞周期進展至關(guān)重要。這些發(fā)現(xiàn)確立了特定鏈鍵在細胞過程中發(fā)揮獨特作用的概念。現(xiàn)在已經(jīng)確定，K48 連接鏈以蛋白質(zhì)為目標進行降解，而 K63 連接鏈調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)功能、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、亞細胞定位或蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用。K63泛素化參與激活下游信號分子的信號小體的形成，特別是在NF-κB和MAPK通路中。NF-κB激活涉及NF-κB必需調(diào)節(jié)劑（NEMO）的K63泛素化，促進IKK復(fù)合物組裝和與炎癥相關(guān)的基因表達。K63 泛素化還有助于激活參與促炎細胞因子產(chǎn)生的 NLRP3 炎癥小體。

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LifeSensors專注于泛素化和蛋白質(zhì)修飾研究工具開發(fā)。LifeSensors憑借SUMO表達系統(tǒng)、TUBEs技術(shù)及泛素化檢測平臺，成為UPS研究領(lǐng)域的核心工具供應(yīng)商。其產(chǎn)品兼具高靈敏度和特異性，覆蓋從基礎(chǔ)機制到藥物開發(fā)的全鏈條需求，尤其在PROTAC研發(fā)和神經(jīng)疾病研究中展現(xiàn)突破性價值。通過與全球?qū)W術(shù)機構(gòu)及藥企合作（如輝瑞、羅氏），持續(xù)推動靶向治療創(chuàng)新。

泛素通路研究工具: 

以下為該文獻的解讀：

研究背景與意義

·泛素化與細胞功能：泛素化是一種重要的翻譯后修飾，涉及將泛素（8 kDa）添加到目標蛋白上，影響蛋白酶解、細胞周期、DNA修復(fù)、凋亡和免疫反應(yīng)等多種細胞功能。

·泛素鏈類型與功能：存在八種不同類型的泛素鏈連接方式（M1, K6, K11, K27, K29, K33, K48, K63），其中K48鏈接的泛素鏈主要與蛋白酶體降解相關(guān)，而K63鏈接的泛素鏈則主要參與信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和蛋白轉(zhuǎn)運。

·研究目的：本研究旨在利用高親和力的鏈特異性TUBEs，在高通量格式中評估PROTAC（蛋白水解靶向嵌合體）或分子膠（MGs）介導(dǎo)的內(nèi)源性目標蛋白泛素化，特別是RIPK2的泛素化動態(tài)。

研究方法

·TUBEs技術(shù)：TUBEs（Tandem Ubiquitin Binding Entities）是由多個泛素結(jié)合域串聯(lián)構(gòu)成的高親和力泛素結(jié)合蛋白，能特異性捕獲多聚泛素鏈。本研究使用了泛選擇型TUBEs和鏈特異性TUBEs（M1-TUBE, K48-TUBE, K63-TUBE）。

·高通量篩選平臺：開發(fā)了基于96孔板的高通量篩選平臺，利用鏈特異性TUBEs捕獲和分析內(nèi)源性蛋白的泛素化事件。

·實驗?zāi)Ｐ?/strong>：使用THP1和K562細胞系，通過L18-MDP（一種細菌細胞壁成分）誘導(dǎo)RIPK2的K63泛素化，以及使用RIPK2 PROTAC（RIPK degrader-2）誘導(dǎo)K48泛素化。

關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)

·L18-MDP誘導(dǎo)的RIPK2 K63泛素化：L18-MDP刺激THP1細胞后，RIPK2的K63泛素化顯著增加，這一過程可被K63特異性TUBEs和泛選擇型TUBEs捕獲，但不被K48特異性TUBEs捕獲。

·RIPK2 PROTAC誘導(dǎo)的K48泛素化：RIPK degrader-2（一種基于VHL的PROTAC）能夠誘導(dǎo)RIPK2的K48泛素化，進而導(dǎo)致其通過蛋白酶體降解。這一過程可被K48特異性TUBEs和泛選擇型TUBEs捕獲，但K63特異性TUBEs無法捕獲。

·UbiTest驗證：使用鏈特異性去泛素化酶（DUBs）處理捕獲的泛素化蛋白，進一步驗證K48鏈的存在。

·藥物開發(fā)的應(yīng)用：TUBEs技術(shù)不僅有助于理解泛素介導(dǎo)的過程，還能提高PROTACs和分子膠的表征效率，為下一代泛素通路藥物的開發(fā)鋪平道路。

·高通量篩選的潛力：基于鏈特異性TUBEs的高通量篩選方法為靶向蛋白降解藥物的開發(fā)提供了強大的工具，能夠加速有效分子的識別，并深入理解其作用機制。

LifeSensors專注于泛素化和蛋白質(zhì)修飾研究工具開發(fā)，其明星產(chǎn)品包括：

·TUBEs系列：

· 泛選擇型TUBEs：能夠非特異性地結(jié)合多種類型的多聚泛素鏈，適用于廣泛的泛素化蛋白研究。

· 鏈特異性TUBEs：如K48-TUBE、K63-TUBE等，能夠特異性地結(jié)合特定類型的多聚泛素鏈，用于精確分析泛素化事件的鏈類型。

·泛素化檢測試劑盒：

· Ubiquitin Linkage-Specific ELISA Kits（K48, K63等）

· PROTAC Assay Plate Kit

· UbiTest Kit（用于DUB驗證）

·其他相關(guān)產(chǎn)品：

· 去泛素化酶（DUBs）

· 泛素激活酶（E1）、結(jié)合酶（E2）、連接酶（E3）相關(guān)試劑

· 泛素、SUMO、NEDD8等修飾蛋白

這些產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于藥物篩選、機制研究、生物標志物發(fā)現(xiàn)等領(lǐng)域，特別是在靶向蛋白降解（TPD） 和免疫炎癥研究中具有重要價值。

LifeSensors憑借其創(chuàng)新的技術(shù)和豐富的產(chǎn)品線，在泛素系統(tǒng)研究領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位，為科研人員和藥物開發(fā)者提供了強大的工具和支持。

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