Nature子刊：UBL3修饰影响外泌体蛋白的分选 / 开普饭

sEVs是从各种细胞类型分泌的纳米级囊泡。外泌体，一种源自多泡体（MVB）的sEV，通过转运蛋白质、mRNA和miRNA介导细胞间通讯。sEV（包括外泌体）在细胞之间递送蛋白质与肿瘤进展和神经退行性疾病有关。此外，神经退行性疾病相关蛋白如β淀粉样蛋白、tau、α-synuclein和朊病毒也可包装在sEVs内，并在脑中传播。这些结果表明，通过sEVs运输细胞内蛋白质参与了各种类型疾病的发生发展。然而，蛋白质分选进sEVs的分子机制尚不完全清楚。

蛋白质在被合成后，经历各种翻译后修饰（PTM），这些修饰影响多种细胞过程。泛素依赖性修饰系统是细胞内的蛋白质降解系统之一，参与多种细胞过程。以前的研究发现突触蛋白Ves1-1S的水平和定位由泛素蛋白-蛋白酶体系统控制。此外，使用生物信息学分析，将SCRAPPER蛋白鉴定为突触E3泛素连接酶。据报道，一些蛋白质具有泛素蛋白样序列，称为“UBL结构域”。一些UBLs可参与翻译后修饰；包括小泛素样修饰物（SUMO）和Nedd8。另一方面，作为保守的UBL之一，UBL3/MUB蛋白已在拟南芥中鉴定，并且是通过异戊烯化定位的膜蛋白。然而，UBL3/MUB作为PTM因子的作用仍然知之甚少。

图片来源：藤田保健卫生大学

来自日本的研究人员最新在Nature Communications杂志上发表文章，报道了UBL3/MUB充当PTM因子，调节蛋白质分选至sEVs。

该研究发现UBL3修饰对于将UBL3分选到MVB和sEVs是必不可少的。还观察到，与野生型小鼠相比，从Ub13敲除小鼠中纯化的sEVs中总蛋白水平降低了60％。通过蛋白质组学分析，发现了1241种与UBL3相互作用蛋白，包括Ras。UBL3直接修饰Ras和致癌RasG12V突变体，并且UBL3表达通过UBL3修饰增强RasG12V分选到sEVs。总的来说，这些结果表明UBL3的PTM影响sEVs的蛋白质分选。

在Ub13敲除小鼠中，血清sEVs中的总蛋白水平降低

该研究数据表明UBL3通过其C末端的半胱氨酸残基二硫键修饰靶蛋白；因此，尽管UBL3具有泛素蛋白样结构域，但UBL3修饰与常规泛素和泛素蛋白样修饰完全不同。根据UBL3Δ1突变体的结果，单独UBL3的膜定位不足以进行UBL3修饰。因此，除了用于UBL3的C末端中膜定位的CAAX基序之外，可能存在C末端区域中UBL3修饰的其它重要氨基酸序列。在以后的UBL3研究中，需要分析识别用于UBL3修饰的C末端序列的分子。

该结果表明UBL3可能参与超过所有外泌体蛋白一半的分选。UBL3与特定蛋白质的结合可能是瞬时的，从而使得在细胞裂解物的综合蛋白质组学分析中仅鉴定到UBL3修饰的蛋白质的一部分。或者，可能仅有限数目的参与大蛋白质-蛋白质相互作用网络的靶蛋白需要UBL3修饰以靶向外泌体；但是，这一想法必须通过进一步探究证实。

UBL3修饰的抑制也可能是sEVs相关疾病的治疗靶点。该结果还表明，通过UBL3标记可将外源蛋白质分选进sEVs。因此，对于任何其他类型的sEVs相关疾病，UBL3可以作为修饰工具产生装载治疗性物质的sEVs。

参考文献：

Ageta, H., etal. (2018). "UBL3 modification influences protein sorting to small extracellular vesicles." Nat Commun 9(1): 3936.