全蛋白质组 C-degron 活性分析将 CTLH E3 连接酶复合体条件性调控与核糖体生物合成联系起来
Proteome-wide C-degron activity profiling connects conditional regulation of the CTLH E3 ligase complex to ribosome biogenesis.
该研究开发了一种评估蛋白 C 端封闭对稳定性影响的表达筛选策略,在人类蛋白组中系统鉴定 CTLH E3 连接酶复合体的多个 C-degron 底物。在 ZMYND19、AAMP 与 AEN 上确认由 Muskelin 介导的 C-degron 通路,其中 ZMYND19 的降解被 TNF-α 减弱、被 mTOR 抑制增强;AAMP 通过对 uL16 的伴侣活性参与核糖体成熟。
泛素—蛋白酶体系统对底物的识别常受环境信号的条件性调控:酵母N端规则通路中,携带不稳定N端残基的二肽可促使E3连接酶UBR1的C端自抑制结构域解离,加速底物CUP9的降解[4];在哺乳动物细胞里,mTORC1抑制时甲羟戊酸通路的HMGCS1经CTLH E3连接酶识别其Pro/N-degron而被泛素化降解,并依赖muskelin接头[1],CTLH复合物还能分别借助WDR26或muskelin多聚化形成环状超分子结构,HMGCS1的降解由muskelin特异的复合物介导,mTOR抑制还会触发muskelin自身降解构成反馈[2]。但CTLH的底物是否仅限这类营养应答的代谢酶、营养信号能否经它通向其他细胞过程,一直悬而未决;与此同时,C端降解决定子研究本身正持续升温,例如CRBN识别的C末端环酰亚胺降解子已被证明由PCMT1酶促生成[3]。
此次Grant等人利用带有不同C末端架构的ORFeome文库进行比较稳定性分析,在蛋白质组尺度绘制C-degron活性谱,鉴定出一条受条件调控的C-degron通路,其执行者为CTLH-muskelin E3连接酶复合物;关键底物AAMP是酵母Sqt1的人源同源物,同样充当uL16的分子伴侣,由此把营养状态与核糖体生物合成的控制联系起来。该工作已于2026年1月14日以预印本形式发布于bioRxiv[5],预印本还报道muskelin可靶向ZMYND19的C末端降解子[6]。
这一结果把CTLH的底物谱由Pro/N-degron[1][2]拓展至条件性的C-degron通路,也让“营养感知—CTLH—底物降解”这条轴线从代谢调控(HMGCS1身处甲羟戊酸通路[1])延伸到核糖体组装层面:被条件性调控的不只是代谢酶,还包括支持uL16装配的伴侣样因子。这与二肽别构开启UBR1底物识别[4]的经典逻辑一脉相承,只是感知对象换成了营养状态与核糖体生物合成之间的联动。
未解之处同样清楚:营养信号究竟如何在分子层面切换CTLH-muskelin对C-degron底物的识别,这条通路与已知的Pro/N-degron底物[1]以及WDR26/muskelin亚基互作[2]如何协调,AAMP的周转对核糖体生物合成的生理贡献又有多大,消息材料均未给出答案,有待后续实验回答。
- 1.mTORC1-CTLH E3 ligase regulates the degradation of HMG-CoA synthase 1 through the Pro/N-degron pathway · Mol Cell 2024
- 2.Interplay between β-propeller subunits WDR26 and muskelin regulates the CTLH E3 ligase supramolecular complex · Commun Biol 2024
- 3.PCMT1 generates the C-terminal cyclic imide degron on CRBN substrates · Nat Chem Biol 2026
- 4.Pairs of dipeptides synergistically activate the binding of substrate by ubiquitin ligase through dissociation of its autoinhibitory domain · Proc Natl Acad Sci U S A 2002
- 5.Proteome-wide C-degron activity profiling connects ... · biorxiv.org 2026
- 6.Proteome-wide C-degron activity profiling connects ... · biorxiv.org 2026
论文建立 C 端筛选策略系统鉴定降解组底物,并把 CTLH 介导的条件性降解与核糖体生物合成联系起来,可为降解组学提供方法参考。
