【学术前沿】JMCB | 微管蛋白翻译后修饰又添新成员！

微管是细胞内直径最大的细胞骨架，参与多种细胞活动的调节，包括胞内物质运输、有丝分裂时的染色质分离、细胞迁移和细胞极性建立等。微管是由微管蛋白α-tubulin和β-tubulin异二聚体组成的中空管状结构，具有高度的动态性。微管蛋白的翻译后修饰是微管动态调控的重要方式，迄今已经鉴定出多种微管蛋白翻译后修饰，例如：乙酰化、去酪氨酸化、多聚谷氨酰化、多聚甘氨酰化等【1】。鉴于微管动态性调节的复杂性，微管蛋白新型翻译后修饰的发现一直是研究的重点内容。近年来，微管蛋白上多聚胺化、甲基化等新型翻译后修饰不断被鉴定出来【2,3】。

微管蛋白的翻译后修饰

近日，中国科学院分子细胞科学卓越创新中心（生物化学与细胞生物学研究所）、细胞生物学国家重点实验室鲍岚研究组在Journal of Molecular Cell Biology（JMCB）发表了题为"SUMOylation of α-tubulin is a novel modification regulating microtubule dynamics"的研究成果。该研究发现，SUMO化修饰是α-tubulin上的一种新型翻译后修饰，在微管动态性调节中具有重要作用。

首先，作者通过细胞和体外实验确定了微管细胞骨架的基本组成单位α-tubulin能够被SUMO1分子共价修饰。该修饰主要发生于游离状态的α-tubulin上；作为一种可逆的翻译后修饰，该修饰的去除主要由蛋白酶SENP1完成。作者进一步通过一系列体外实验证实，α-tubulin的SUMO化修饰能够降低微管原纤维间的侧向作用力，促进微管坍塌，抑制微管聚合。结合生物信息分析和分子定点突变等研究手段，作者发现SUMO1主要作用于第96、166和304位赖氨酸上，α-tubulin的SUMO化缺陷会导致游离和聚合状态的微管蛋白比例失调。综上所述，该工作鉴定了SUMO化作为α-tubulin上的新型翻译后修饰，对微管动态性具有调节作用。

α-tubulin的SUMO化调节微管动态性

参考文献：

1. Janke, C. & Magiera, M. M. (2020). The tubulin code and its role in controlling microtubule properties and functions. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 21, 307-326.

2. Song, Y. et al. (2013). Transglutaminase and polyamination of tubulin: posttranslational modification for stabilizing axonal microtubules. Neuron 78, 109-123.

3. Park, I. Y. et al. (2016). Dual Chromatin and Cytoskeletal Remodeling by SETD2. Cell 166, 950-962.