原文作者：初冰、禹先

　摘 要： sumo是一类重要的类泛素蛋白，sumo化修饰作为一种蛋白质翻译后修饰，广泛参与生物体的生命活动，具有极其重要的功能。笔者对sumo的分类、sumo化循环及其功能进行了简明的阐述。
 　　关键词：sumo分子；sumo化循环；翻译后修饰
　　中图分类号：q946.1 文献标识码：a doi编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2013.10.007
　　蛋白质翻译后的修饰作用是蛋白质功能调节的关键信号通路。最常见的翻译后修饰是泛素化， 其作用是在蛋白质翻译后， 通过将泛素分子结合到靶蛋白上， 形成多聚泛素链， 26s蛋白酶体可以识别泛素链上的靶蛋白。sumo（small ubiquitin—related modifier，sumo）是近年来研究热门的一种类泛素小分子[1]，是泛素样蛋白家族中的一员，在二级三级结构上与泛素高度相似，但是功能却与泛素不同，sumo与底物蛋白结合后调节蛋白功能[2]。
 　　1 sumo分类
　　sumo在物种进化过程中高度保守，其分子量较小，存在于真核生物的细胞中。目前，在低等真核生物中，只存在一种sumo基因，即sumo-1；在脊椎动物中，至少存在3种sumo基因；在哺乳动物中，目前已发现4种sumo基因，分别为sumo-1，sumo-2，sumo-3和sumo-4。潜在的sumo结合保守基序存在于sumo-2，sumo-3和sumo-4的氨基端，而sumo-1则不存在，但可以结合在sumo-2，sumo-3链的末端。wWW.11665.COm4种sumo分子在生物体内的分布及细胞中的分布各不相同，各自的功能也不相同。sumo的许多底物都含有sumo结合保守基序ψkxe（ψ代表疏水性氨基酸，x代表任意的氨基酸，k即为sumo共价结合位点，e为谷氨酸）[3]，同时，还具有核定位信号（nuclearlocalizationsignal，nls）。 [论文网] 
 　　2 sumo化循环及参与sumo化循环的酶
　　sumo化循环是一种共价修饰，其中需要atp的参与。sumo化循环主要包括激活、结合、连接和去sumo化过程[4]。sumo对靶蛋白的修饰类似于泛素化，也是可逆的多步酶促反应。sumo分子与靶蛋白上的某些赖氨酸残基形成共价键，并修饰靶蛋白，此过程为sumo化（sumoylation）。sumo前体蛋白在senp的作用下，成为成熟的蛋白，暴露出c端gly.在atp的参与下， sumo的c端gly与e1-激活酶（sae-1，sae-2）的一个cys残基相连，该作用是通过硫酯键。活化的sumo发生转酯反应，与sumo特异性结合酶（e2） ubc9的半胱氨酸残基cys93相连， ubc9将sumo分子结合到目标蛋白上，在sumo连接酶（e3）的参与下识别底物，对底物的sumo化有促进作用。以上是sumo化的过程。反之，将sumo从靶蛋白上移除，称为去sumo化， 该过程是由sumo特异性蛋白酶（sentrin/sumo-specific protease， senp）作用完成的，sumo前体在senp作用下切除羧基端（c端）数个氨基酸，从而暴露出双甘氨酸残基，重新进入sumo循环。
 　　sumo活化酶e1（ sumo-activating enzyme）是异源二聚体，由aos1 （sae1， sua1） 和uba2 （sae2）组成，其发挥作用时消耗atp， 通过非共价键形成腺苷酸化的sumo中间体， 然后sumo分子与一个uba2的活性半胱氨酸位点形成硫酯键，随即被活化[5]。
 　　目前，sumo修饰中只有一种e2结合酶（sumo-conjugating enzyme）ubc9。ubc9是由158个氨基酸残基组成，其表面带正电荷， 只与带负电荷的sumo 结合，而不能与带正电荷的泛素结合。ubc9是一种核蛋白， 它可定位到核孔复合物（nuclearporecomplex， npc）的胞浆侧和核质侧[6]。ubc9半胱氨酸残基cys93与sumo的c端的甘氨酸残基可通过硫酯键结合，从而形成sumo-ubc9硫酯中间体， 也能促进赖氨酸基团形成牢固的异肽键， 进而使sumo分子结合到目标蛋白上。
 　　e3连接酶（sumo-ligating enzyme） 不与sumo结合，但是它可增强ubc9到底物蛋白的转移效率，并能增强特异性。由于e3连接酶不仅能够活化ubc9，也可以缩短ubc9与靶蛋白之间的距离。e3连接酶的种类繁多，其主要包括三大类：pias（protein inhibitor of activated stat）、ranbp2和pc2。
 　　sumo特异性蛋白酶，即去sumo化酶，该酶具有剪切作用，可以使sumo分子与底物蛋白分离，并能重新进入新的sumo化循环[7]。去sumo化酶种类很多，在酵母中有两种，而在人类中则存在6种去sumo化酶。不同的去sumo酶识别剪切不同的sumo底物。
 　　3 sumo化修饰的功能
　　sumo化修饰能够使蛋白质构象更加稳定，还参与细胞核内的一系列生理过程， 如核运输、信号传递、细胞周期调控及基因表达调控等[8]。sumo化修饰可调节蛋白质之间的相互作用， 调节蛋白质核质运输。sumo化修饰既能协同泛素化，又能拮抗泛素化[9]。sumo化修饰还可参与线粒体分裂的调控、基因组完整性的维持、离子通道调控等。在人类中，sumo化修饰与人类的许多疾病密不可分，如癌症[10]、糖尿病、心脏病以及白血病等。
 　　4 展 望
　　近年来，越来越多的人开始关注蛋白质的sumo化修饰，对其研究也越来越深入。sumo化修饰作为胞内蛋白功能调节的重要因素之一，通过多种机制来调节蛋白的功能以及活性，发挥着不可替代的作用。因此，sumo化修饰值得人们进一步研究和探索。
 　　参考文献：
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　　[3] 刘肸.蛋白质sumo化和泛素化修饰的关系[j].医学分子生物学杂志，2009，6（3）：357-360.
　　[4] liao shan-hui， wang tao， fan kai.the small ubiquitin-like modifier （sumo） is essential in cell cycle regulation in trypanosoma brucei[j].exprimental cell research，2010，
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　　[5] ronald t h.sumo： a history of modification[j]. molecular cell，2005，18：1-12.
 　　[6] 周鹏，张子平，王艺磊，等.大黄鱼ubc9基因的克隆和组织表达[j].生物技术通报，2009（8）：76-82.
　　[7] 肖利云，杨春华，刑欣荣，等.senp1与前列腺癌[j].中国生物化学与分子生物学报，2008（24）：209-213.
　　[8] 肖志华， 郭武华， 张吉翔. sumo-1在实验性大鼠肝纤维化形成过程中的作用[j].世界华人消化杂志，2010，18（14）： 1422-1427.
 　　[9] 易艳萍，曹诚，马清钧.泛素化和磷酸化协同作用调控蛋白质降解[j].生物技术通讯，2006，4（17）：618-620.
　　[10] 仇玮祎， 叶棋浓.乳腺癌相关蛋白的类泛素化修饰研究进展[j]. 中国实验动物学报，2010，18（1）：87-90.