OTULIN 与 LUBAC 结合限制 LUBAC 活性以防止 TNF 驱动的免疫病理
The binding of OTULIN restrains LUBAC activity to prevent TNF-driven immunopathology
研究显示 OTULIN 与 LUBAC 的相互作用限制 LUBAC 自泛素化及活性。破坏该相互作用会增强 TNF 受体复合物上的 Met1 泛素链修饰,放大 NF-κB 信号并使小鼠对 TNF 依赖性毒性更敏感。这一结果表明 OTULIN-LUBAC 相互作用对 Met1 泛素链信号具有限制作用。
Met1连接的“线性”泛素链由LUBAC组装,是TNF受体复合物中激活NF-κB的关键修饰;SHARPIN作为LUBAC第三组分参与其中,其突变小鼠发生炎性皮肤病,而Tnf基因缺失可阻止病变,说明线性泛素化失衡足以驱动炎症病理[5]。2013年,OTULIN被鉴定为专一水解Met1连接的去泛素化酶,底物辅助催化赋予其极高特异性——泛素Glu16突变可使kcat下降240倍;OTULIN表达水平的改变会影响对TNFα的NF-κB反应,并使细胞对TNF诱导的死亡更敏感[3]。结构研究进一步揭示,OTULIN通过PIM基序结合HOIP的PUB结构域,且必须“搭载”在LUBAC上才能限制Met1泛素信号,这一结合还受OTULIN磷酸化的动态调控[4][1]。
但长期以来,OTULIN的催化功能与结合功能在体内难以拆分。催化失活的OTULIN敲入小鼠反而类似LUBAC缺陷小鼠,死于胚胎中期的TNFR1与RIPK1激酶活性介导的细胞死亡,原因是OTULIN需清除LUBAC自身的线性泛素化以维持其活性[2];临床上的显性阴性ORAS患者携带杂合C129S突变,蛋白稳定、与LUBAC结合完好,却因酶活丧失而致LUBAC自泛素链堆积、向TNF受体复合物的招募受阻[6]。这些证据都落在“活性丧失”一侧,而“只破坏结合、保留催化”在活体中会造成什么,此前并不清楚。
Lyu等的新研究直接检验了相反的情形。他们发现OTULIN与LUBAC的结合本身即能抑制LUBAC的自泛素化与活性:打破这一相互作用后,TNF受体复合物处的Met1泛素化增强,NF-κB信号升高,小鼠对TNF依赖的毒性更为敏感。也就是说,与催化失活导致LUBAC功能不足[2]的方向相反,失去结合会使Met1泛素信号过度放大,OTULIN-LUBAC相互作用由此构成一道独立于酶活的“刹车”,这也与C129S患者“结合保留、活性丧失”的情形形成正反两面的对照[6]。该研究的预印本已于2026年2月28日上线,其中还显示这一相互作用在感染期间保护机体免于TNF驱动的免疫病理,且不牺牲病原体控制[7]。
需要留意的是,消息摘要未提供突变位点与实验细节,结合如何被破坏、体内是否涉及磷酸化对相互作用的调节[1],以及这道“刹车”是否同样约束Met1泛素参与的其他通路(如Wnt信号[1]),都有待正式论文与后续工作回答。
- 1.Regulation of Met1-linked polyubiquitin signalling by the deubiquitinase OTULIN · FEBS J 2016
- 2.OTULIN limits cell death and inflammation by deubiquitinating LUBAC · Nature 2018
- 3.OTULIN antagonizes LUBAC signaling by specifically hydrolyzing Met1-linked polyubiquitin · Cell 2013
- 4.Molecular basis and regulation of OTULIN-LUBAC interaction · Mol Cell 2014
- 5.Linear ubiquitination prevents inflammation and regulates immune signalling · Nature 2011
- 6.Dominant negative OTULIN-related autoinflammatory syndrome · J Exp Med 2024
来源:Molecular Cell · cell.com