Edem1,也称为ER降解增强α-甘露糖苷酶样蛋白1,是一种内质网(ER)驻留蛋白,参与蛋白质质量控制过程。它在ER相关降解(ERAD)途径中发挥着重要作用,该途径负责识别和降解内质网中的错误折叠或未组装的蛋白质。Edem1的活性在多种生物学过程中发挥着关键作用,包括细胞应激反应、代谢稳态和病毒感染等。
Edem1在内质网应激反应(UPR)中起着重要作用。UPR是细胞对内质网中蛋白质折叠压力的响应机制,包括三条主要通路:PERK-CHOP通路、IRE-1通路和ATF6通路。Edem1在ATF6通路中发挥着关键作用,它可以增强ATF6蛋白的稳定性,从而促进ATF6的激活和转运到高尔基体,进而诱导ATF6靶基因的表达。因此,Edem1在UPR中发挥着促进细胞存活和适应蛋白质折叠压力的作用[1,4]。
Edem1在代谢稳态中也发挥着重要作用。研究表明,Edem1在脂肪组织中调节胰岛素信号传导,进而影响代谢状态。Edem1通过限制脂肪组织来源的Drosophila肿瘤坏死因子α(Eiger)对胰岛素产生细胞的活性,维持系统胰岛素信号传导,在进食条件下维持代谢稳态。在食物剥夺的情况下,Edem1基因表达水平下降,有助于降低系统胰岛素信号传导,这对于生存至关重要。因此,Edem1在帮助生物体适应波动性营养环境、调节胰岛素信号传导和维持代谢稳态方面发挥着重要作用[2]。
此外,Edem1在病毒感染中也发挥着重要作用。研究发现,在肠道病毒B3(CVB3)感染中,ATF6a信号通路下调Edem1的蛋白表达,导致CVB3 VP1蛋白的积累和病毒粒子的形成增加。这表明Edem1的降解可以促进CVB3的复制。进一步研究发现,Edem1可以被CVB3蛋白酶3C和病毒激活的半胱氨酸蛋白酶裂解,并通过泛素-蛋白酶体途径降解。此外,Edem1的降解还可以通过糖基化非依赖性和泛素-溶酶体途径进行。因此,Edem1的降解为CVB3逃避宿主ER质量控制途径提供了一种新的机制,从而促进其自身的复制[3]。
综上所述,Edem1是一种内质网驻留蛋白,参与蛋白质质量控制过程,在ER应激反应、代谢稳态和病毒感染中发挥着重要作用。Edem1通过调节UPR途径中的ATF6通路,维持细胞存活和适应蛋白质折叠压力。此外,Edem1还在脂肪组织中调节胰岛素信号传导,维持代谢稳态。在病毒感染中,Edem1的降解可以促进病毒的复制。因此,Edem1的研究有助于深入理解蛋白质质量控制、代谢稳态和病毒感染的生物学机制,为相关疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。
参考文献:
1. Papaioannou, Alexandra, Higa, Arisa, Jégou, Gwénaële, Pluquet, Olivier, Chevet, Eric. 2018. Alterations of EDEM1 functions enhance ATF6 pro-survival signaling. In The FEBS journal, 285, 4146-4164. doi:10.1111/febs.14669. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30281916/
2. Pathak, Himani, Varghese, Jishy. 2021. Edem1 activity in the fat body regulates insulin signalling and metabolic homeostasis in Drosophila. In Life science alliance, 4, . doi:10.26508/lsa.202101079. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34140347/
3. Zhang, Huifang M, Qiu, Ye, Zhao, Guangze, Hanson, Paul, Yang, Decheng. 2020. Cleavage and degradation of EDEM1 promotes coxsackievirus B3 replication via ATF6a-mediated unfolded protein response signalling. In Cellular microbiology, 22, e13198. doi:10.1111/cmi.13198. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32083795/
4. Park, Sujin, Jang, Insook, Zuber, Christian, Ito, Yukishige, Roth, Jürgen. 2014. ERADication of EDEM1 occurs by selective autophagy and requires deglycosylation by cytoplasmic peptide N-glycanase. In Histochemistry and cell biology, 142, 153-69. doi:10.1007/s00418-014-1204-3. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24664425/