UPS功能紊乱

✍ dations ◷ 2025-06-08 14:32:13 #蛋白质

UPS功能紊乱是基于2004年诺贝尔化学奖得主阿夫拉姆·赫什科等人发现的泛素调节的蛋白质降解。这一发现使人们在DNA修复、基因复制以及免疫系统等方面有了更进一步的了解。最新的国内外研究发现,如果出现UPS功能紊乱,就会导致包括癌症在内的各种疾病。

UPS(Ubiquitin-proteasome system,泛素-蛋白酶体系统)是细胞内蛋白质降解的多组分系统,它参与细胞的生长、分化,DNA复制与修复,细胞代谢、免疫反应等重要生理生化过程。

在细胞内,绝大多数蛋白质都是通过UPS分解的。UPS主要起两方面的作用:一是通过分解异常或损伤的蛋白质以维持细胞的质量;二是通过分解特定功能的蛋白质来控制细胞的基本生命活动;两者最终保障组织和器官功能的正常发挥。

整个UPS涉及诸多控制节点,当这些控制节点都处于正常状态时,细胞内各种蛋白质的分解以保证机体各项功能高效发挥为原则,始终维持在一个动态的平衡状态之中。

UPS功能紊乱是指动态平衡被打破,细胞内蛋白质代谢失衡所导致一系列外在疾病的最内在紊乱。

UPS功能紊乱在人类许多疾病的发病过程中扮演着重要作用,根据其机制主要分为2类:第1类是UPS系统的酶突变导致这些底物不能正常降解;第2类是加速降解某些蛋白。

目前所知道的许多神经系统变性疾病如阿尔茨海默病,帕金森氏病,以及亨廷顿病的发病过程中,都有UPS的身影,而宫颈癌等癌症,以及动脉粥样硬化、肥厚性心肌病等临床病理改变和疾病,已经探明了UPS发生异常的具体靶点。

研究表明,UPS功能紊乱可以增加内源性氧化应激条件下的功能受损,如糖尿病和冠状动脉疾病。UPS功能紊乱增加了斑块中巨噬细胞的氧化应激表达,结果提高了NFkB的合成,这在动脉粥样硬化进展的病理生理机制可能是一个关键的步骤。 最重要的是,UPS功能紊乱导致动脉粥样硬化血管炎症活动度增加,这反过来又导致进一步增加氧化应激,从而可能会增加泛素化蛋白。

报告表明,蛋白酶抑制以调整UPS功能紊乱,减少动脉粥样硬化的进展阶段的增殖现象可能是一种有效的治疗策略。

UPS控制各种细胞蛋白质的水平,活动和位置。UPS功能紊乱会使癌基因过度表达,如c-Myc和c-Jun的表现,从而提高癌症的发病率。

研究发现50%的人类癌症,都源于泛素连接酶出现异常而导致蛋白质P53被过度分解。蛋白质P53的数量一旦下降,失去遏制的变异细胞便会趁机肆意繁殖而形成癌症。

2013年2月份意大利科学家 Antonio Cittadini、 Michele Pagano、 Tiffany Seto、Julia Pagan联合发布了《泛素蛋白酶体系统在心脏中的作用》的文章,并得到了美国心脏协会的认可。论文中阐述了UPS是维持心脏平衡的重要条件,一旦出现UPS功能紊乱,就会出现心脏疾病的研究结果。另外,文章中,还表明,继续研究UPS功能紊乱的调节是日后控制预防心脏疾病的主要方法。

帕金森氏病(PD)是最常见的神经退行性运动障碍。 虽然有过很多的研究主题,单帕金森病的病因仍知之甚少。新加坡科学家经过多年研究,证明泛素-蛋白酶体系统(UPS)和PD的发病机制畸变的一种密切的联系。如能调节UPS功能紊乱就可能在帕金森病的治疗提供创新的方法。

正常条件下,往蛋白酶体降解的蛋白质与泛素蛋白链的标签,通过泛素活化酶(E1),泛素交联酶(E2)和泛素连接酶(E3)的直链反应的多轮。 E3的一个例子是帕金。 泛素化反应逆转去泛素化,UCHL1是一个成员的行动。 在ATP的形式的能源进行驱动的UPS机械。 年龄相关的变化,外源性应激,线粒体改变和PD-链接的帕金,UCHL1和α-突触核蛋白基因突变可能促进了UPS的中断,可以想象的积累导致蛋白质聚集体或异常蛋白中间体,可直接损害神经生存期。路易体被认为是形成作为由该单元的尝试的结果,多价螯合这些异常蛋白质。提高蛋白质重新折叠伴侣Hsp70和通过刺激自噬蛋白聚集体的间隙。

UPS功能紊乱彻底颠覆了人们对疾病的惯有认知。在原有的医学体系里,癌症与动脉粥样硬化根本就是风马牛不相及的两类疾病,UPS却从分子层面告诉人们,这两类看似互不相关的疾病却有一个共同病因,即UPS功能紊乱。

然而,UPS功能紊乱的最大意义还在于它的可干预性将重新定义某些疾病的属性,比如难以根治、终身用药等。这些疾病不光包括动脉粥样硬化所引起的一系列心脑血管疾病,也包括各种组织与器官癌症,甚至连精神分裂症、帕金森综合症都在此列。

现代医学理论,包括许多常见疾病的发病机理,随着UPS功能紊乱的研究,被进一步挖掘出来,而进一步的研究成果也揭示,关于UPS功能紊乱的调整,将有成为很多疾病的新治疗途径。

相关

  • D维他命D也称抗佝偻病维他命,是一类脂溶性维他命,属类固醇化合物。在人类所需的维他命中,维他命D非常特殊,是一种激素的前体,而且人一天只要暴露在阳光下10分钟,人体自身即可合成足
  • 反激动剂反激动剂(英语:inverse agonist)在药理学中是指和激动剂结合在相同的受体上,但引起相反的药理反应的物质。根据定义,反激动剂的效能为负。能受反激动剂作用的受体在没有结合任何
  • 五大湖区五大湖地区(Great Lakes Region)是指由环绕北美洲五大湖的加拿大安大略省和美国的伊利诺伊州、印第安纳州、俄亥俄州、密歇根州、明尼苏达州、纽约州、宾夕法尼亚州和威斯康星
  • 爱德华七世爱德华七世(英语:Edward VII,1841年11月9日-1910年5月6日),全名阿尔伯特·爱德华(英语:Albert Edward),英国国王及印度皇帝。他是维多利亚女王和阿尔伯特亲王的第二个孩子及长子,出生当
  • 凯文的幻虎世界《凯文的幻虎世界》(英语:Calvin and Hobbes),又名《卡尔文与霍布斯虎》、《凯文和跳跳虎》、《凯文与虎伯》,是美国卡通漫画家Bill Watterson(英语:Bill Watterson)所绘制的每日连
  • 乙硫磷乙硫磷(化学式:C9H22O4P2S4),白色至琥珀色油状液体。易溶于丙酮、甲醇、乙醇、二甲苯,微溶于水。遇酸、碱时分解,加热时加速分解,150℃以上迅速分解;在空气中会缓慢氧化;无腐蚀性。是
  • 太平洋黄金水母太平洋黄金水母(学名:Chrysaora fuscescens),又名太平洋海刺水母、太平洋海荨麻,是黄金水母属下的一种水母,分布于加拿大到墨西哥西部沿海。它因颜色金黄而得名。由于色泽艳丽且对
  • 罗涡泰国中部:泰国北部:泰国南部:罗涡国(或罗斛,Lavo)的历史是在泰王国历史上极其重要的一段。该城邦国大致建立在在昭披耶河下游,以今天的华富里为中心的地域。其历史可回溯到三千五百
  • 梅加拉亚邦梅加拉亚邦(印地语:मेघालय,拉丁字母转写:Meghalaya)是印度东北部的一个邦,东西约三百公里,南北约一百公里,总面积22429平方公里,2011年人口约296万人,首府西隆2011年人口约14万
  • 台湾剩食之旅《台湾剩食之旅:我们可以不再浪费》,是2013年由天下杂志影视中心所制作的纪录片。该片拍摄台湾生活中产生的厨余丢弃后的流向,并跨国至日本了解降低厨余量的方法。本部纪录片调