类泛素化修饰

Small Ubiquitin-like Modifier（SUMO）蛋白是一类小分子蛋白家族成员，共价地附接在其他细胞蛋白以修改它们的功能。SUMO化是翻译后修饰，参与各种细胞过程，例如核-细胞质运输，转录调节，细胞凋亡，蛋白质稳定性，应激反应，和细胞周期。 ADFASDFAF23RQ23R

SUMO蛋白类似泛素，被认为是泛素样蛋白家族的成员。SUM O蛋白很小，大多数约100个氨基酸长度，12 kDa质量。尽管SUMO在氨基酸水平上与泛素序列同一性小于20%，但其结构折叠几乎相同。SUMO蛋白具有独特的10-25个氨基酸N端延伸，与其他类泛素蛋白不同。该N端与SUMO链的形成有关。人SUMO1是球状蛋白，由α螺旋和β片组成，基于NMR分析。

人类有4种确认的SUMO亚型：SUMO-1，SUMO-2，SUMO-3和SUMO-4。在氨基酸水平上，SUMO1与几乎相同的SUMO2/3约有50%相同。SUMO-2/3彼此高度相似，与SUMO-1不同。SUMO-4在90位有脯氨酸而非谷氨酰胺，正常条件下不进行加工和缀合，但在应激如饥饿条件下修饰蛋白质。在有丝分裂期间，SUMO-2/3定位于着丝粒和浓缩染色体，而SUMO-1定位于有丝分裂纺锤体和中间区，表明SUMO旁系同源物调节不同有丝分裂过程。SUMO-2/3修饰参与应激反应，并能形成混合链，由于SUMO-1缺少内部SUMO共有位点，可终止多SUMO链。SUMO-1的丝氨酸2被磷酸化，提出“修饰修饰物”概念。

蛋白质的SUMO修饰具有多种功能，包括蛋白质稳定性、核-胞质转运和转录调控。靶蛋白的SUMO化影响定位和结合伴侣。RanGAP1的SUMO-1修饰导致其从胞浆转运到核孔复合体。hNinein的SUMO修饰导致其从中心体核心释放。在许多情况下，转录调节子的SUMO修饰与转录抑制相关。 ADSFAEQWER353423413434

细胞DNA暴露于破坏剂时，SUMO蛋白作为分子胶促进修复灶中蛋白复合物组装，改变蛋白质的生化活性和相互作用。SUMO化在碱基切除修复、核苷酸切除修复、非同源末端连接和同源重组修复中起作用，还参与跨损伤合成。

SUMO化由类似泛素化的酶级联反应介导。SUMO前体经SENP蛋白酶切割C端肽，暴露二甘氨酸基序。成熟的SUMO与E1激活酶（SAE）结合，传递至E2结合酶（Ubc9），最后E3连接酶（如PIAS、Mms21、RanBP2）附着到底物蛋白。E2在存在共有序列时足够，E3促进效率并引导至非共有基序。在酵母中有四种SUMO E3蛋白：Cst9, Mms21, Siz1, Siz2。SUMO化可逆，由SENP蛋白酶去除。

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大多数SUMO修饰蛋白包含四肽共有基序Ψ-KxD/E（Ψ疏水残基，K赖氨酸，x任意氨基酸，D/E酸性残基）。预测程序包括： ADSFAEQWER353423413434

• SUMOplot：在线免费，基于SUMO-CS评分，考虑氨基酸匹配和疏水性替代。
• seeSUMO：使用随机森林和支持向量机训练。
• SUMOsp：使用PSSM评分潜在位点，包括非规范基序。
• JASSA：预测经典和反向共识SUMO化位点及SUMO交互基序（SIM），基于位置频率矩阵，集成二级结构和3D折叠信息。

SUMO可通过特异性蛋白酶（人SENP或酵母Ulp1/Ulp2）从底物去除。

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大肠杆菌表达的重组蛋白常形成包涵体。将目标蛋白与SUMO标签融合可增加可溶性，再用SUMO特异性蛋白酶（如Ulp1）切割标签纯化。 ADSFAEQWER353423413434

• Hay RT. SUMO: a history of modification. Mol Cell. 2005;18(1):1-12.
• Johnson ES. Protein modification by SUMO. Annu Rev Biochem. 2004;73:355-382.
• Geiss-Friedlander R, Melchior F. Concepts in sumoylation: a decade on. Nat Rev Mol Cell Biol. 2007;8(12):947-956.
• Flotho A, Melchior F. Sumoylation: a regulatory protein modification in health and disease. Annu Rev Biochem. 2013;82:357-385.
• 张磊, 李霞. SUMO化修饰在DNA损伤修复中的作用. 生物化学与生物物理进展. 2010;37(8):827-834.
• 王颖, 赵永芳. 类泛素化修饰SUMOylation的研究进展. 中国细胞生物学学报. 2015;37(3):413-420.