细胞和组织中的糖原及代谢物“泛素化”

泛素信号通路传统上被认为主要调控蛋白质的稳定性、定位和功能。但本研究指出，这一系统可能被严重低估——因为泛素还可能修饰糖类、脂类、核苷酸等非蛋白质类物质。目前主流的泛素组学和蛋白质组学技术无法检测这类非蛋白修饰，因此相关研究长期空白。为此，研究人员开发了一种名为“NoPro-clipping”（非蛋白泛素剪切）的新技术：它结合泛素特异性蛋白酶（clippases）与分选酶（sortase）标记，借助质谱分析，在哺乳动物细胞及小鼠、人体组织中系统性地发现了大量新型泛素修饰靶标。研究证实：所有含糖原的组织（如肝脏、骨骼肌）中均存在被泛素修饰的糖原，其中肝和骨骼肌含量最高；这种修饰能引导糖原进入溶酶体降解，从而降低细胞内糖原水平；在糖原贮积症患者中，糖原泛素化水平发生异常，且受Met1型多聚泛素链调控机制控制；更关键的是，小鼠禁食期间肝脏糖原快速减少的同时，糖原泛素化水平显著升高，说明泛素化是生理性糖原分解中一个此前未被认识的关键环节。此外，研究还首次在细胞和组织中检测到内源性甘油和精胺也被泛素直接修饰。综上，NoPro-clipping技术揭示了泛素修饰远不止于蛋白质——它实际上是一种广谱的生物分子修饰系统，将泛素的功能从‘蛋白质调控者’拓展为‘生命小分子通用调节者’。