UFSP2,全称为Ubiquitin-fold modifier 1-specific peptidase 2,是参与蛋白质修饰途径的关键酶。UFSP2的主要功能是切割Ubiquitin-fold modifier 1 (UFM1)的C端两个氨基酸残基,这一过程称为UFMylation。UFMylation是一种类似于泛素化(Ubiquitination)的蛋白质翻译后修饰过程,它在多种生物学过程中发挥作用,包括细胞分化、发育、代谢和疾病发生。
UFSP2的突变与多种疾病相关。在骨骼疾病方面,UFSP2的突变与spondyloepimetaphyseal dysplasia(SEMD)相关。SEMD是一种以脊柱、长骨的骨骺和干骺端异常为特征的遗传性骨骼疾病,表现为身材矮小和关节退行性变。研究发现,UFSP2基因的突变可以导致SEMD的发生。例如,Di Rocco等人报道了一个SEMD病例,患者存在UFSP2基因的c.1277A>C突变,导致蛋白质的p.D426A位点发生错义突变[1]。此外,Zhang等人报道了一个UFSP2基因的新突变c.1283A>G,导致蛋白质的p.H428R位点发生错义突变,也与SEMD的发生相关[2]。
除了骨骼疾病,UFSP2的突变还与神经发育障碍和癫痫相关。Ni等人报道了一个UFSP2基因的c.344T>A突变,导致蛋白质的p.V115E位点发生错义突变,与神经发育障碍和癫痫的发生相关[3]。
UFSP2的功能异常还与阿尔茨海默病(AD)相关。Yan等人研究发现,与正常对照组相比,AD患者大脑中UFM1的蛋白水平升高,而UFSP2的蛋白水平降低,提示UFMylation途径在AD中可能发挥了重要作用[4,6]。
除了上述疾病,UFSP2还与乳腺癌和结直肠癌的发生发展相关。Yoo等人研究发现,UFM1可以修饰核受体共激活因子ASC1,进而促进ERα的转录激活,在乳腺癌的发生发展中发挥重要作用[5]。Zhou等人研究发现,UFSP2在结肠癌中可能发挥肿瘤抑制因子的作用[7]。
此外,UFSP2还参与了G蛋白偶联受体(GPCR)的生物合成过程。Chen等人研究发现,ODR-8/UfSP2和ODR-4在秀丽隐杆线虫的ER膜上形成复合物,促进GPCR的折叠、成熟或从ER中输出,这一过程不依赖于UFM1的修饰作用[8]。
综上所述,UFSP2是一种重要的蛋白质修饰酶,参与调控多种生物学过程,包括细胞分化、发育、代谢和疾病发生。UFSP2的突变与多种疾病相关,包括骨骼疾病、神经发育障碍、癫痫、阿尔茨海默病、乳腺癌和结直肠癌。此外,UFSP2还参与了G蛋白偶联受体的生物合成过程。因此,深入研究UFSP2的功能和作用机制,有助于我们更好地理解疾病的发病机制,为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。
参考文献:
1. Di Rocco, M, Rusmini, M, Caroli, F, Marre-Brunenghi, G, Ceccherini, I. 2018. Novel spondyloepimetaphyseal dysplasia due to UFSP2 gene mutation. In Clinical genetics, 93, 671-674. doi:10.1111/cge.13134. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28892125/
2. Zhang, Guiping, Tang, Shiwei, Wang, Hongli, Gu, Juan, Wang, Yuhe. 2020. UFSP2-related spondyloepimetaphyseal dysplasia: A confirmatory report. In European journal of medical genetics, 63, 104021. doi:10.1016/j.ejmg.2020.104021. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32755715/
3. Ni, Min, Afroze, Bushra, Xing, Chao, Sondheimer, Neal, DeBerardinis, Ralph J. 2021. A pathogenic UFSP2 variant in an autosomal recessive form of pediatric neurodevelopmental anomalies and epilepsy. In Genetics in medicine : official journal of the American College of Medical Genetics, 23, 900-908. doi:10.1038/s41436-020-01071-z. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33473208/
4. Yan, Tingxiang, Heckman, Michael G, Craver, Emily C, Springer, Wolfdieter, Fiesel, Fabienne C. 2024. The UFMylation pathway is impaired in Alzheimer's disease. In bioRxiv : the preprint server for biology, , . doi:10.1101/2024.05.24.595755. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38903110/
5. Yoo, Hee Min, Kang, Sung Hwan, Kim, Jae Yeon, Jeon, Young Joo, Chung, Chin Ha. 2014. Modification of ASC1 by UFM1 is crucial for ERα transactivation and breast cancer development. In Molecular cell, 56, 261-274. doi:10.1016/j.molcel.2014.08.007. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25219498/
6. Yan, Tingxiang, Heckman, Michael G, Craver, Emily C, Springer, Wolfdieter, Fiesel, Fabienne C. 2024. The UFMylation pathway is impaired in Alzheimer's disease. In Molecular neurodegeneration, 19, 97. doi:10.1186/s13024-024-00784-y. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39696466/
7. Zhou, Junzhi, Ma, Xiaohe, Xu, Lu, Yuan, Jiao, Cong, Yu-Sheng. . Genomic profiling of the UFMylation family genes identifies UFSP2 as a potential tumour suppressor in colon cancer. In Clinical and translational medicine, 11, e642. doi:10.1002/ctm2.642. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34923774/
8. Chen, Changchun, Itakura, Eisuke, Weber, Katherine P, Hegde, Ramanujan S, de Bono, Mario. 2014. An ER complex of ODR-4 and ODR-8/Ufm1 specific protease 2 promotes GPCR maturation by a Ufm1-independent mechanism. In PLoS genetics, 10, e1004082. doi:10.1371/journal.pgen.1004082. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24603482/