结构生物化学/酶调节/泛素化
泛素 (Ub) 是一种由 76 个氨基酸组成的蛋白质，它标记蛋白质供蛋白酶体降解。它存在于所有真核细胞中，并参与各种信号通路，包括细胞周期、内吞作用、转录、DNA 修复、信号转导、细胞凋亡和免疫反应。通过泛素降解的蛋白质是调节蛋白。Ub 激活酶 (E1)、Ub 结合酶 (E2) 和 Ub 连接酶 (E3) 在蛋白质泛素化中至关重要，泛素化最常以其通过 26S 蛋白酶体执行受控蛋白质降解的能力而闻名。然而，泛素化不仅可以诱导蛋白质降解，还可以控制蛋白质行为，调节亚细胞定位并调节蛋白质之间的相互作用。泛素修饰可以发出不可逆的蛋白水解事件（如通过 Lys48 降解）和可逆的非蛋白水解事件的信号。非蛋白水解事件利用通过 Lys6 或 Lys63 连接的单泛素和多泛素链。
E1 通过其活性位点中发现的半胱氨酸与泛素的羧基末端甘氨酸之间的硫酯键来激活泛素。现在被激活的泛素通过转酯化转移到 E2。E3 将带泛素的 E2 和相关底物带到一起，以促进泛素羧基末端甘氨酸与底物或连接到蛋白质的泛素上的 ε-氨基之间形成异肽键。
E3 是负责底物特异性的，这与相对于 E1 和 E2 而言数量较多的 E3 有关。
泛素通过使用来自 ATP 的能量，通过共价形成异肽键来附着到蛋白质上。泛素通常处于非活性状态，但 Ub 激活酶 (E1) 将 Ub 的羧基连接到其巯基上。该酶结合一个 ATP 激活的 Ub 复合物，其中 Ub 向 E1 上的半胱氨酸残基的转移形成硫酯键并释放 AMP。然后 Ub 被转移到 Ub 结合蛋白 (E2)，最后该蛋白复合物被 Ub 蛋白连接酶 (E3) 识别。E3 酶识别 N 末端残基，这些残基发出降解蛋白质的信号。然后，该复合物结合特定蛋白质和 E2-Ub 复合物，促进 Ub 的转移以标记蛋白质。
用 Lys48 连接的多泛素链标记的蛋白质被 26S 蛋白酶体的 19S 帽识别，并最终被降解。这些蛋白酶由一个 20S 催化亚基和一个 19S 调节亚基组成。19S 调节亚基通常会阻断对 20S 亚基活性位点的进入。19S 亚基仅识别和结合泛素化的分子，从而调节 20S 催化核心进行的降解。调节复合物发挥作用需要六种 ATP 酶：ATP 水解可能导致 19S 亚基发生构象变化，这种构象变化被传递到 20S 亚基，从而使活性位点可用于底物结合。
20S 亚基由两个外部 7 个亚基环（α 环）和两个内部 7 个亚基 β 环组成。β 亚基包含 N 末端苏氨酸，其羟基被激活以攻击肽的羰基。让人联想到丝氨酸蛋白酶，这些苏氨酸残基也形成酰基酶。降解通过 19S 调节单元的异肽酶去除泛素分子来完成。然后释放这些泛素分子以标记更多蛋白质。
翻译后修饰是调节泛素化的一个方法。这些修饰包括磷酸化、氧化、SUMO 化、乙酰化和NEDD 化。磷酸化在底物上为 E3 创建结合位点，氧化与泛素化靶向相关，SUMO 化阻断泛素化位点，乙酰化与泛素化竞争泛素化位点的修饰，而NEDD 化通过增加泛素化 E2 的亲和力来提高 E3 的活性。
去泛素化酶 (DUB) 也在泛素化调节中发挥作用。这些酶本质上撤销了 E2 和 E3 的作用。DUB 的例子包括泛素 C 末端水解酶 (UCH) 和泛素特异性加工蛋白酶 (UBP)。UCH 水解泛素的羧基末端酯键和酰胺键。UBP 拆解多泛素链。
单泛素化是一种调节修饰，它是转录、组蛋白功能、内吞作用和膜转运的促成因素。它充当内吞受体和溶酶体靶向的信号。这些都是独立于蛋白酶体的机制。Lys63 连接的多泛素化参与 DNA 修复、应激反应、内吞作用和信号转导的信号传导。具有不同连接的多泛素链发出不同的信号。
由于泛素是一种酶和蛋白质调节系统，因此标记错误会导致各种疾病。几种神经系统疾病，如青少年和早发型帕金森病、亨廷顿病和其他慢性神经系统疾病，与泛素蛋白连接酶 (E3) 的错误或活性降低及其后果有关：泛素和蛋白酶体二元组无法去除受损或功能失常的蛋白质会导致聚集和路易小体 - 神经元内蛋白质的聚集，这些蛋白质会取代正常的功能细胞成分。
病毒和其他入侵病原体可能会不适当地激活泛素系统以破坏免疫反应，例如在 HPV 中，导致肿瘤或其他疾病的形成。
APC - 促分裂相促进复合物/环状体
SCF - Skp1-Cdc53/Cu11-F-盒蛋白
生物化学 第 6 版，Berg 等人。
泛素系统：人类疾病的发病机制和药物靶向，Ciechanover, Schwartz; http://www.elsevier.com/framework_aboutus/pdfs/ciechanover01.pdf
进入位置：蛋白质泛素化的催化机制，Passmore, Barford; http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1224133/pdf/14998368.pdf
泛素化实地指南，Fang, Weissman; http://springerlink.metapress.com/content/tgl62jj9uyt19d2f/fulltext.pdf