《科学通报》和《中国科学C辑：生命科学》是由中国科学院和国家自然科学基金委员会共同主办的知名学术期刊，被国内外主要检索系统收录，如国内的CSTPCD、CSCD，以及美国的SCI、CA、EI，英国的SA，日本的《科技文献速报》等。生物通将针对每期重点内容进行详细推荐。

生物通报道：泛素化是一种多样且多价的蛋白质翻译后修饰，广泛参与细胞增殖、凋亡、自噬、内吞、DNA损伤修复及免疫应答等生理过程。泛素化失调与癌症、神经退行性疾病、肌肉营养不良、免疫疾病及代谢综合征等疾病密切相关。针对泛素化通路的调控已成为肿瘤和神经退行性疾病的有前景的治疗策略。

北京大学医学部基础医学院的研究人员通过阐述泛素化在细胞周期、受体内化、DNA损伤修复及细胞凋亡中的作用，揭示了泛素化作为最复杂且最重要的翻译后修饰之一，如何多层面调节细胞功能以维持稳态，以及其异常如何参与癌症和神经退行性疾病的病理过程，为细胞生物学基础研究和临床重大疾病提供了新见解。

为维持稳态，细胞需及时响应内外环境变化，而翻译后修饰是一种敏感、迅速且可逆的调节方式。磷酸化、甲基化和乙酰化等小分子修饰已被广泛研究。泛素化作为一种更复杂、结果更多样的修饰，在细胞生命周期中同样重要。通过调控蛋白质稳定性、定位、活性及相互作用，泛素化参与转录调节、DNA损伤修复、细胞周期、细胞凋亡和囊泡运输等过程。

泛素是一种由76个氨基酸组成的小分子蛋白质，广泛存在于所有真核细胞中，序列高度保守，从酵母到人仅相差3个氨基酸。泛素化是指泛素在一系列酶催化下共价结合到靶蛋白的过程，需要E1泛素激活酶、E2泛素偶联酶和E3泛素连接酶的协同作用。E1利用ATP在泛素C端赖氨酸残基与自身半胱氨酸残基间形成高能硫酯键，活化泛素；随后激活的泛素通过硫酯键接合到E2的半胱氨酸残基上；最终，泛素通过E2直接或E3介导转移到靶蛋白上。靶蛋白结合单个泛素分子称为单泛素化，多个赖氨酸残基被单个泛素标记称为多泛素化，单个赖氨酸残基被多个泛素标记称为多聚泛素化。E3在靶蛋白特异性识别和泛素化系统活性调控中起关键作用。

泛素分子包含7个赖氨酸位点（K6、K11、K27、K29、K33、K48和K63）、1个C端甘氨酸位点和N端甲硫氨酸位点（Met1）。每个赖氨酸位点和Met1均可发生泛素化延伸泛素链。K48和K63多聚泛素化研究最广泛，其他类型称为非典型泛素化，其功能与意义逐渐受到重视。

泛素化是一个严格调控的可逆过程，去泛素化酶（DUBs）维持其平衡。DUBs主要分为泛素羧基末端水解酶家族和泛素特异性加工酶家族等5种类型，不仅抑制泛素化，还通过分解抑制因子、再循环泛素、校对进程等方式促进泛素化，与泛素化系统共同组成覆盖几乎所有细胞功能的复杂网络。

尽管许多泛素化修饰原则已阐明，但其生化机制与生理功能远未充分理解，例如泛素化本身的调控及其与磷酸化、乙酰化等修饰的相互关系。本文简要介绍了泛素化的细胞生物学功能及其异常参与的癌症和神经退行性疾病，虽因篇幅所限未能详述所有过程，但有助于了解泛素化的基本轮廓。

未来研究将进一步聚焦泛素化修饰作为动态网络如何参与生理进程并影响生物学功能，例如不同E2与E3的联系、不同泛素化修饰种类（单泛素化、多泛素化、多聚泛素化）以及不同多聚泛素化链（Met1、K6、K11、K27、K29、K33、K48、K63）仍需深入研究。同时，对泛素化修饰的进一步理解将推动相关疾病的研究与治疗。近期，线性泛素化通路在炎症、肿瘤和自身免疫性疾病中的突破有望提供新治疗思路。随着研究深入和技术发展，操作泛素化通路将成为高度特异性的治疗方法。