朴海龙课题组基于生物信息学方法揭示癌症中关键的去泛素化与泛素化分子相互作用网络

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近日，中国科学院大连化学物理研究所生物技术研究部生物分子功能研究组研究员朴海龙团队基于生物信息学方法，揭示了癌症中关键的去泛素化与泛素化分子相互作用网络。

　　去泛素化与泛素化作用是生命体内至关重要的转录后修饰作用，参与到细胞周期、免疫调控、信号传递等几乎所有的生物学通路过程中。同时，该作用体系对于癌症的发生和发展也发挥重要作用。其中，去泛素化与泛素化作用分别依赖于去泛素化酶及E3泛素连接酶实现对底物的特异性识别。然而，无论是去泛素化酶还是E3泛素连接酶，其蛋白种类多样，并且与底物之间呈现“多对多”的复杂相互作用关系。目前，尚有很多“去泛素化酶-底物”相互作用及“E3泛素链接-底物”相互作用未被揭示。


　　该团队通过对生物分子结构信息、蛋白质组学表达谱、基因组表达谱、分子网络等生物大数据资源的深入挖掘，分别构建了针对“去泛素化酶-底物”及“E3泛素连接酶-底物”相互作用的预测模型，实现对潜在未知底物的识别，并结合分子生物学实验对计算结果进行了验证。同时，在对“去泛素化酶-底物”相互作用的研究中，进一步融合癌症多组学数据资源，揭示了多种癌症中具有癌症特异性功能的“去泛素化酶-底物”相互作用。相关研究结果将为泛素化、去泛素化作用体系的研究提供有利参考，同时促进发现靶向泛素化、去泛素化作用体系的新型癌症治疗靶标。


　　两项工作得到国家自然科学基金、博士后基金、大连化物所创新基金及中科院百人计划项目的资助，并于近日分别发表于Oncogene及iScience 杂志上。


       泛素化是指泛素（一类低分子量的蛋白质）分子在一系列特殊的酶作用下，将细胞内的蛋白质分类，从中选出靶蛋白分子，并对靶蛋白进行特异性修饰的过程。这些特殊的酶包括泛素激活酶、结合酶、连结酶和降解酶等。泛素化在蛋白质的定位、代谢、功能、调节和降解中都起着十分重要的作用。同时，它也参与了细胞周期、增殖、凋亡、分化、转移、基因表达、转录调节、信号传递、损伤修复、炎症免疫等几乎一切生命活动的调控。泛素化与肿瘤、心血管等疾病的发病密切相关。因此，作为近年来生物化学研究的一个重大成果，它已然成为研究、开发新药物的新靶点。
      
      朴海龙，博士，中国科学院大连化学物理研究所研究员。2003年和2009年于韩国国立庆尚大学分别获理学硕士和博士学位，2009.9-2014.1在美国M.D.安德森癌症中心从事博士后研究。2014年2月全职回国到大连化学物理研究所转化医学科学研究中心工作。2015年5月获得中国科学院“百人计划”择优支持项目，聘任为生物技术部转化医学科学研究中心研究员。

　　目前主要利用细胞分子生物学，开展恶性肿瘤和疾病调节因子的生物学功能及分子机制及转化医学研究。自2009年9月以来，在肿瘤生物学、生物化学和细胞分子生物学等方面做出了一系列工作。已在 Nature Cell Biology, Cancer Research, JMGBN, Nucleic Acids Research, MCP, Plant Cell, 和 Mol cells 等国际知名学术期刊上发表论文20篇，文章引用超过 300 次。