NEDD8蛋白質在人體中的生物學功能正逐漸受到重視,這是一種由NEDD8基因編碼的類泛素(UBL)蛋白,與細胞週期進程和骨架調控有著重要的關聯。雖然初看可能似乎只是一個小角色,但NEDD8在細胞中扮演的重要任務絕不容小覷。
人類NEDD8與泛素的氨基酸序列在60%的程度上相似,而其對於細胞內特定蛋白的共價結合過程稱為NEDDylation,與泛素化過程相似。
NEDD8的活化和結合過程是相當具挑戰性的。首先,NEDD8的C端尾部需要進行處理,隨後才可以與細胞蛋白進行結合。這一過程需要NEDD8激活E1酶的協助,該酶由兩個亞基組成。這一過程中,NEDD8被激活並轉移到特定的E2酶上,隨後再經E3酶與特定底物互作。
活化後的NEDD8底物以其尤以Cullins為最明顯,這些是Cullin-RING泛素連接酶的關鍵組成部分。
根據一些最新的研究,NEDD8的去除同樣重要,存在多種蛋白酶可以完成這一任務,比如UCHL1、UCHL3以及一些專門針對NEDD8的蛋白酶,如COP9信號體及NEDP1。這些蛋白酶的作用對細胞內平衡至關重要。
NEDD8在DNA修復中的角色同樣不容忽視。在DNA損傷部位,NEDD8的累積是一個高度動態的過程。特別是在紫外線照射造成的DNA損傷後,NEDD8的活化對於促進DNA修復過程是必需的。具體來說,NEDD8的修飾有助於增加DNA修復途徑的效率,從而有效減少DNA靈敏度。
NEDD8調控的DNA修復過程中,非同源末端連接(NHEJ)途徑被用於修復雙鏈斷裂,這個過程的第一步依賴於Ku70/Ku80異二聚體的穩定性。
研究表明,在癌細胞的進展中,NEDD8也可能扮演關鍵角色。某些DNA修復基因可能會因推進癌症而出現超甲基化。當NEDD8的活化受到抑制,這會使細胞的DNA修復能力下降,進而讓癌細胞面臨更大的死亡風險。
於2015年至2016年的臨床試驗中,MLN4924(Pevonedistat)這款藥物在抑制NEDD8活化的過程中展現了顯著的抗腫瘤效果。
在研究中發現,PPARγ作為脂肪生成和脂質累積中的關鍵因子,其穩定性受到NEDD8的調控,而抑制NEDD8則能夠顯著減少高脂飲食引發的肥胖。此外,研究亦發現,NEDD8可以干預NF-κB的傳遞,進一步影響其在白血病細胞中的活性。
隨著這些研究的深入,NEDD8的多重作用愈發清晰。從細胞週期的調控到DNA修復,再到癌症治療,NEDD8似乎如同細胞中的一位隱形守護者。未來的研究將如何揭示這個小蛋白更多的神秘面向?