阿夫拉姆·赫什科的成果解读

蛋白质是由氨基酸组成的，氨基酸如同砖头，而蛋白质则如结构复杂的建筑。正如同有各种各样的建筑一样，生物体内也存在着各种各样的蛋白质。不同的蛋白质有不同的结构，也有不同的功能。通常看来蛋白质的合成要比蛋白质的降解复杂得多，毕竟拆楼容易盖楼难。

蛋白质的降解在生物体中普遍存在，比如人吃进食物，食物中的蛋白质在消化道中就被降解为氨基酸，随后被人体吸收。在这一过程中，一些简单的蛋白质降解酶如胰岛素发挥了重要作用。科学家对这一过程研究得较为透彻，因而在很长一段时间他们认为蛋白质降解没有什么可以深入研究的。不过，20世纪50年代的一些研究表明，事情恐怕没有这么简单。

最初的一些研究发现，蛋白质的降解不需要能量，这如同一幢大楼自然倒塌一样，并不需要炸药来爆破。科学家发现，同样的蛋白质在细胞外降解不需要能量，而在细胞内降解却需要能量。这成为困惑科学家很长时间的一个谜。

共有五位科学家获得诺贝尔化学奖，他们分别是：

理查德阿道夫席格蒙迪（1865年4月1日生于维也纳，1929年9月23日死于哥廷根）：席格蒙迪是匈牙利后裔。15岁时他的父亲（曾经为奥地利的牙科事业做出巨大贡献并且发明了多种牙科设备）去世了。席格蒙迪早年致力于化学和物理学的研究，他于1925年获得了诺贝尔化学奖，主要贡献是证明胶体溶液的异相性质，以及确立了现代胶体化学的基础

乔治德海韦西（1885年8月1日生于布达佩斯，1966年7月5日死于弗莱堡布莱斯）：在布达佩斯大学化学系学习一年后转到德国柏林技术大学学习，后又转到弗莱堡大学。1943年他被授予诺贝尔化学奖，主要研究成果是将放射性示踪剂用于化学研究过程中。他曾在在德国，丹麦和瑞典居住过。

约翰布兰尼（1929年1月23日生于柏林，自然科学家亚奴什布兰尼之子）：加拿大籍匈牙利裔化学家，于1986年获得了诺贝尔化学奖，主要贡献是化学反应动力学研究领域的新发现。1933年他的家庭迁移到英国，他于1949年和1952年分别获得了曼彻斯特大学硕士和博士学位。1952-1954年期间，他在加拿大渥太华国家研究实验室从事博士后工作。1962-至今为多伦多大学教授。

乔治奥拉（1927年5月22日生于布达佩斯）：毕业于布达佩斯技术与经济大学。这个美籍匈牙利化学家在超强酸稳定碳离子的研究中做出了杰出的贡献，并于1994年获得了诺贝尔化学奖。由于受到匈牙利十月革命事件的影响，他和他的家人先后移居英国和加拿大。在加拿大，他与另一名匈牙利化学家开始了对碳正离子的研究。后来，他来到南加州大学并于1971年成为美国公民。奥拉现在是南加州大学的著名教授，他在2005年写了一篇推广甲醇经济的著名论文。

阿夫拉姆赫什科（1937年12月31日生于匈牙利卡查克----）：他的匈牙利名字是费尔南次海尔思科（HERSKOFERENCE）。他的出生地是布达佩斯东部150公里处的只有25000居民的查克小镇。父亲是当地犹太人社区的一名老师。这位出生在匈牙利的犹太人于1950年随家庭一起移民到以色列，因此对于他的争论是他是一名以色列生物学家。然而，在2004年阿夫拉姆赫什科获得诺贝尔化学奖的时候，匈牙利的总理宣布：这是匈牙利第十四名诺贝尔奖获得者，并强调说因为他保留了匈牙利的名字和语言。阿夫拉姆赫什科由于发现了泛素调解的蛋白质降解，在2004年获得了诺贝尔化学奖。

　　犹太人素来以重教育著称，教育经费仅次于军费开支。那么以色列有哪些好的大学呢？这就带大家一起来了解以色列的顶尖大学，感兴趣的小伙伴一起来看看吧！

特拉维夫大学

　特拉维夫大学（TAU）成立于1956年，是以色列最大、最全面的高等教育和研究机构。特拉维夫大学有125个学院和系，涵盖科学、人文和艺术领域；特拉维夫大学是以色列最大的生物医学研究和教学综合体；和128个研究中心。在特拉维夫大学，跨学科合作是学术文化的核心价值。这所大学在研究出版物的数量和影响力方面领先全国。比起以色列的其他大学和学院，更多的学生更喜欢在特拉维夫大学学习，而特拉维夫大学专业领域的毕业生在国内是最受欢迎的。

耶路撒冷希伯来大学

　耶路撒冷希伯来大学成立于1918年，比以色列建国早了30年。它是这个国家第二古老的院校，被称为“HUJI”。爱因斯坦（Albert Einstein）和西格蒙德•弗洛伊德（Sigmund Freud）是其首任理事会成员，并继续与一些杰出人士保持着密切的关系，学院的教员和校友中有7位诺贝尔奖得主。

　爱因斯坦把他的个人文件及其版权留给了耶路撒冷希伯来大学，这些文件保存在阿尔伯特·爱因斯坦的档案中，大约有55000件。这些档案已被数字化，并计划在网上公开。它不仅包括学术作品，还包括更多的私人作品，比如他写给第二任妻子埃尔莎（Elsa）的情书。

　耶路撒冷希伯来大学的主校区位于耶路撒冷东北部的Mount Scopus。共有约23，000名学生在7个学院和14个学院（包括法学院）学习，包括法律学院、数学和科学、医学、牙科医学、工商管理学院。

　耶路撒冷希伯来大学还在大型开放在线课程平台Coursera上免费提供了一些课程，让学生有机会体验在那里学习可能会是什么样子。网上提供的课程包括一门关于现代希伯来诗歌的课程，以及另一门关于突触、神经元和大脑的课程。

以色列理工学院

　以色列理工学院是以色列最大的理工科大学，位于海法市（Haifa）。它由18个学院组成，开设约50个本科课程和数十个研究生课程，涵盖主要科学和工程学科以及相关领域，如建筑学、医学和计算机科学。

　以色列理工学院以其在生物技术、空间科学、纳米技术、干细胞科学和能源等领域的研究而闻名。

　近年来，以色列理工学院的研究人员多次获得诺贝尔化学奖。2004年，亚伦•切哈诺弗（Aaron Ciechanover）和阿夫拉姆•赫什科（Avram Hershko）与一位美国同事分享了这一奖项，因为他们在蛋白质降解方面的研究。2011年，丹·切特曼（Dan Chectman）因其在准晶体形成方面的研究而获得该奖，两年后理工学院毕业生阿里赫·瓦谢尔（Arieh Warshel）获得该奖。

　以色列理工学院维持着一个国际关系网络，与康奈尔大学合作在纽约开办了雅各布斯理工-康奈尔学院（Jacobs Technion-Cornell Institute），并在中国广东省开设了一个分校。

　以色列理工学院本身的历史要早于以色列，它于1912年在当时的奥斯曼帝国建立。

　以色列理工学院是以色列“语言之战”的现场，一场关于教学语言应该是什么的辩论，最终选择了希伯来语。1923年，物理学家阿尔伯特·爱因斯坦（Albert Einstein）参观了这里，并种植了一棵棕榈树，这棵树至今还矗立在海法（Haifa）中部的大学原教学楼外。

　后来，以色列理工学院搬到了卡梅尔山东北山坡上的一个大地方。海法（Haifa）是以色列第三大城市，人口超过25万，其中包括犹太人、穆斯林和基督徒等不同背景的人。

　 巴伊兰大学

　巴伊兰大学是以色列发展最快的高等教育机构。巴伊兰大学成立于1955年，发展迅速，14年后获得了以色列高等教育委员会的正式认可。

　教学和研究是巴伊兰大学使命的基石，另一个重要宗旨是致力于为以色列和犹太民族建立品格和领导力。这是基于以色列作为其民族家园对更广泛的犹太世界的重要性。除了在巴依兰大学攻读本科或研究生学位，巴依兰大学还为学生和教师提供了从传统犹太价值观中汲取灵感、塑造自己行为和命运的机会。

　因此，巴伊兰大学在将犹太研究带入21世纪方面发挥了领导作用。这一承诺的例证是，巴伊兰因其Responsa项目而被授予以色列奖，以色列奖通常被视为该国的最高荣誉，这是一个CD-ROM，通过鼠标点击，就能将从米西拿到现代Responsa文学的数千份犹太文本放入其中。

　巴伊兰大学的33000多名学生分布在该大学备受赞誉的特拉维夫校区和6所地区学院。该校1700多名教师为学生提供超过8000门不同领域的课程。

　巴伊兰大学的校园是一个特别的亮点。巴伊兰大学校园内的80栋建筑和300个实验室被装饰性的园艺和艺术景观所抵消，巴伊兰大学是美丽以色列理事会颁发的该国最美丽校园奖的获得者。巴伊兰大学还获得了以色列环境保护部的官方认可，被称为“绿色校园”。

2004年度诺贝尔化学奖授予三名科学家——两名以色列科学家阿龙·切哈诺沃（Aaron Ciechanover）、阿夫拉姆·赫什科（Avram Hershko）和一位美国科学家欧文·罗斯（Irwin Rose），以表彰他们发现了泛素调节的蛋白质降解。其实他们的成果就是发现了一种蛋白质“死亡”的重要机理。他们突破性地发现了人类细胞如何控制某种蛋白质的过程，具体地说，就是人类细胞对无用蛋白质的“废物处理”过程。

蛋白质是由氨基酸组成的，氨基酸如同砖头，而蛋白质则如结构复杂的建筑。正如同有各种各样的建筑一样，生物体内也存在着各种各样的蛋白质。不同的蛋白质有不同的结构，也有不同的功能。通常看来蛋白质的合成要比蛋白质的降解复杂得多，毕竟拆楼容易盖楼难。

蛋白质的降解在生物体中普遍存在，比如人吃进食物，食物中的蛋白质在消化道中就被降解为氨基酸，随后被人体吸收。在这一过程中，一些简单的蛋白质降解酶如胰岛素发挥了重要作用。科学家对这一过程研究得较为透彻，因而在很长一段时间他们认为蛋白质降解没有什么可以深入研究的。不过，20世纪5

0年代的一些研究表明，事情恐怕没有这么简单。

2008年10月，南京大学决定聘请引进2004年度诺贝尔化学奖得主阿龙·切哈诺沃 ，担任该校新建“南京大学化学与生物医药科学研究所”所长，并以其为核心成员，引进一支高水平的科研团队。研究所的主要目标是以有机化学为工具，探讨病理过程，并通过这个过程发明新的药物。

2013年12月12日，2014·诺贝尔奖获得者医学峰会官方网站 正式上线，标志着峰会筹备工作进入一个新阶段，峰会将于2014年3月23日-3月24日在北京隆重召开，5位诺贝尔奖获得者和中国医学产学研顶尖学者、企业家参与，将成为2014年中国医学界的盛会。

历届（1901年-2020年）诺贝尔化学奖获得者名单具体如下：

1901年，范特霍夫（Jacobus Hendricus Van‘Hoff） 荷兰人（1852–1911）

1902年，埃米尔•费雷（Emil Fischer）德国人（1852–1919）

1903年，阿列纽斯（Svante August Arrhenius） 瑞典人（1859–1927）

1904年，威廉•拉姆赛（William Ramsay） 英国人（1852–1916）

1905年，阿道夫•冯•贝耶尔（Asolf von Baeyer） 德国人（1835–1917）

1906年，亨利•莫瓦桑（Henri Moissan）法国人（1852–1907）

1907年，爱德华•毕希纳（Eduard Buchner） 德国人（1860–1917）

1908年，欧内斯特•卢瑟福（ernest Rutherford）英国人（1871–1937）

1909年，威廉•奥斯持瓦尔德（FWilhelm Ostwald） 德国人（1853–1932）

1910年，奥托•瓦拉赫（Otto Wallach） 德国人 （1847–1931）

1911年，玛丽•居里（Marie SCurie） 法籍波兰人（1867–1934）

1912年，维克多•格林尼亚（Victor Grignard） 法国人（1871–1935）

1913年，保尔•萨巴蒂埃（Paul Sabatier） 法国人（1854–1941）；西奥多•威廉•理查兹（Theodore William Richards）美国人 （1868–1928）

1914年，阿尔弗雷德•维尔纳（Alfred Werner） 瑞士籍法国人（1866–1919）

1915年，理查德•威尔斯泰特（Richard Willstatter） 德国人 （1872–1942）

1916-1917年，空

1918年，弗里茨•哈伯（Fritz Haber）德国人（1868–1934）

1919年，空

1920年，瓦尔特•能斯脱（Walther Nernst） 德国人（1864–1941）

1921年，弗雷德里克•索迪（FREDERICK SODDY） 英国人 （男） （1877-1956）

1922年，弗朗西斯•威廉年，阿斯顿（FRANCIS WILLIAN Aston） 英国人 男 （1877-1945）

1923年，弗里茨•普端格 （FRITZ PREGL）奥地利人 （1869-1930）

1924年，空

1925年，理查德•席格蒙迪（Richard Zsigmondy） 德国人（1865-1929）

1926年，西奥多年，斯维德伯格 （Theodor Svedberg） 瑞典人（1884-1971）

1927年，海因里希•O•魏兰德（HeinrichOWieland）德国人（1877-1957）

1928年，阿道夫•O•R•温道斯（Adolf ORWindaus）德国人（1876-1959）

1929年，阿瑟•哈登（Arthur Harden）英国人（1865–1940）；汉斯年，冯年，奥伊勒一歇尔平（Hans von Euler-Chelpim）德国人（1873–1964）

1930年，汉斯•菲舍尔（Hans Fischer）德国人（1881–1945）

1931年，卡尔•波斯（Carl Bosch）德国人（1874-1940）；弗里镕里希•贝吉乌斯 （Friedrich Bergius） 德国人 （1884–1949）

1932年，欧文•兰茂尔（Irving Langmuir） 美国人 （1881–1957）

1933年，空

1934年，哈罗德•克荣顿•尤里（ Harold Clayton Urey） 美国人（1893– ）

1935年，弗雷德里克•约里奥一居里（Frderic Joliot-Curie）法国人（1900–1958）；伊伦•约里奥一居里（Irene Joliot-Curie）法国人（1897–1956）

1936年，彼得•J．W•德拜 （Peter J．W．Debye） 美籍荷兰人（1884–1966）

1937年，瓦尔特•N．霍沃恩（Walter NHaworth） 英国人（1883–1950）；保罗•卡雷（Paul Karrer） 瑞士人（1889–1971）

1938年，理查德•库恩 （Richard Kuhn） 德国人 （1900–1967）

1939年，阿道夫•布泰南特 （Adotf Butenandt） 德国人（1903一 ）；利奥波德•鲁齐卡 （Leopold Ruzicka）瑞士藉南斯拉夫人 （1882–1976）

1940-1942年，空

1943年，盖奥尔格•冯•赫维西（Georg von Hevesy）瑞典（1885–1966）

1944年，奥托•哈思 （Otto Habn） 德国人（1879–1968）

1945年，阿尔图巴•I•魏尔塔雨ArturiIVirtanen 芬兰人（1895–1973）

1946年，詹姆斯•B•萨姆纳 James Batcheller Sumner美国人（1887–1955）；约翰•霍华德•诺思罗普John Howard Nothrop美国人（1891– ）

1947年，罗伯特•鲁宾逊Robert Robinson英国人 （1886–1975）

1948年，阿恩•w．K．蒂塞留斯 （ Arne W,k, Tiselius）（1902–1971）瑞典人

1949年，威廉•F•吉奥克（William FGiauque）（1895–）美国人

1950年，奥托．P．H•第尔斯（Otto PHDiels） （1876–1954）德国人；库特•阿尔德 （Kurt Alder） （1902–1958） 德国人

1951年，艾德温．M•麦克米伦（Edwin MMcmillam） 美国人（1907– ）；格伦．T．酉博格（Glenn Thedore Seaborg）（1912–） 美国人

1952年，阿切尔•J．P•马丁（Archer JP Martin） （1910– ） 英国人；理查德•L．M•辛格（Richard LMSynge）英国人（1914–）

1953年，赫尔曼•施陶丁格尔（Hermann Staudinger） 德国人（1881–1965）

1954年，菜纳斯•c．波林 （Linus CPauling） 美国人 （1901–）（一九六二年获和平奖）

1955年，文森特•杜•维格诺德（Vincent du Vigneaud）美国人（1901–）

1956年，西里尔•N．欣谢尔伍掐（Cyril NHinshelwood） 英国人（1897–1967）；尼古拉•N•谢苗诺夫 （Nikolai NSemenov）苏联人（1896– ）

1957年，亚历山大•R•托德 （Alexander RTodd）英国人（1907–）

1958年，弗雷德里克•桑格（Fnederick Sanger）英国人（1918–）（一九五八、一九八O年两度获奖）

1959年，雅罗斯拉夫•海洛夫斯基（Jaroslav Heyrovsky） 捷克斯洛代克人（1890–1967）

1960年，威拉德•弗兰克．利比（Willard Frank Libby） 美国人（1908–）

1961年，MELVINCALVIN

1962年，约翰•考德里•肯德鲁 （John Cowdery kendrew）英国人（1917–）

1963年，卡尔•齐格勒 （Karl Ziegler）德国人（1898–1973）；久里奥•纳塔 （ Giulio Natta） 意大利人 （1903-1979）

1964年，多罗西•克劳宣特•霍奇金（女）（Dorothy Crowfoot Hodgkin） 英国人 （1910–）

1965年，罗伯持•伯恩斯•伍德沃德 （Robert bruns Woodward） 英国人 （1917–1979）

1966年，罗伯持•桑德逊•马利肯 （Robert S Mulliken） 美国人（1896–）

1967年，曼弗雷德•艾根 （Manfred Eigen） 德国人 （1927–）；罗纳德•G．w•诺里什 （Ronald G．W．Norrish） 英国人 （1897–1978）；乔治•波特 （George Porter） 英国人 （1920–）

1968年，拉斯•翁萨格 （Lars Onsager） 美籍挪威人 （1903–1976）

1969年，德里克•哈罗德•理查德•巴顿 （ Derek Harold Richard Barton ） 英国人 （1918–）；奥德•哈塞尔 （Odd Hassel）挪威

1970年，卢伊斯•弗德里科•菜洛伊尔 （Luis Federico Leloir）阿根廷 （1906–）

1971年，格哈特•赫兹伯格 （Gerbard Herzberg） 加拿大籍德国人（1904–）

1972年，克里斯廷•波默•安芬森 （Christian Boehmer Anfisen） 美国人 （1916–）

1973年，恩斯持•奥托•费台尔 （Ernst Otto Fisher） 德国人（1918–）；杰弗里•威尔金森 （Geoffrey Wilkinson） 英国人 （1921–）

1974年，保尔•约翰•弗洛里 （ PaulJohH Flory） 美国人 （1910–）

1975年，约翰•沃卡普•康福思 （John Warcup Cornforth） 英国人（1917–）；弗拉基米尔•普赖洛格 （ Vladimir Prelog） 瑞士籍南斯拉夫人（1906–）

1976年，WN 利普斯科姆（美国人）

1977年，I 普里戈金（比利时人）

1978年，PD 米切尔（英国人）

1979年，HC 布朗（美国人）、G 维蒂希（德国人）

1980年，P 伯格（美国人）；W吉尔伯特（美国人）、F 桑格（英国人）

1981年，福井谦一（日本人）、R 霍夫曼（英国人）

1982年，A 克卢格（英国人）

1983年，H陶布（美国人）

1984年，RB 梅里菲尔德（美国人）

1985年，J卡尔、HA豪普特曼（美国人）

1986年，DR 赫希巴奇、李远哲（中国台湾人）、JC波利亚尼（加拿大人）

1987年，CJ佩德森、DJ 克拉姆（美国人）、JM 莱恩（法国人）

1988年，J 戴森霍弗、R 胡伯尔、H 米歇尔（德国人）

1989年，S 奥尔特曼， TR 切赫 （美国人）

1990年，EJ 科里（美国人）

1991年，RR 恩斯特（瑞士人）

1992年，RA 马库斯（美国人）

1993年，KB 穆利斯（美国人）、M 史密斯（加拿大人）

1994年，GA 欧拉（美国人）

1995年，P克鲁岑（德国人）、M 莫利纳、FS 罗兰（美国人）

1996年，RF柯尔（美国人）、HW克罗托因（英国人）、RE斯莫利（美国人）

1997年，PB博耶（美国人）、JE沃克尔（英国人）、JC斯科（丹麦人）

2000年，黑格（美国人）、麦克迪尔米德（美国人）、白川秀树（日本人）

2001年，野依良治 日本人 、威廉•诺尔斯 美国人 、巴里•夏普莱斯 美国人

2002年，美国科学家约翰•芬恩、日本科学家田中耕一和瑞士科学家库尔特•维特里希

2003年，美国科学家彼得•阿格雷和罗德里克•麦金农年，

2004年，以色列科学家阿龙•切哈诺沃、阿夫拉姆•赫什科和美国科学家欧文•罗斯

2005年，法国石油研究所的伊夫•肖万、美国加州理工学院的罗伯特•格拉布和麻省理工学院的理查德•施罗克

2006年，美国科学家罗杰•科恩伯格因

2007年，德国科学家格哈德•埃特尔

2008年，美国的Osamu Shimomura（下村修），Martin Chalfie（马丁•查尔菲），Roger Y Tsien（钱永健）

2009年，美国科学家Venkatraman Ramakrishnan、Thomas A Steitz及以色列科学家Ada E Yonath

2010年，美国科学家理查德•赫克和日本科学家根岸荣一和铃木章

2011年，以色列科学家Daniel Shechtman（丹尼尔•舍特曼）

2012年，美国科学家罗伯特•洛夫科维茨（Robert J Lefkowitz）以及布莱恩•克比尔卡（Brian K Kobilka）年，

2013年，犹太裔美国理论化学家马丁•卡普拉斯（Martin Karplus）、美国斯坦福大学生物物理学家迈克尔•莱维特（Michael Levitt）和南加州大学化学家亚利耶•瓦谢尔（Arieh Warshel）

2014年，美国霍华德•休斯医学研究所的埃里克•本茨格（Eric Betzig），德国马克斯普朗克 生物物理化学研究所的史蒂芬•赫尔（Stefan W Hell）以及美国斯坦福大学的威廉•默尔纳（William E Moerner）

2015年，瑞典科学家托马斯•林道尔（Tomas Lindahl）、美国科学家保罗•莫德里奇（Paul Modrich）和和拥有美国、土耳其国籍的科学家阿奇兹•桑卡（Aziz Sancar），

2016年，法国化学家让-皮埃尔•索维奇（Jean-Pierre Sauvage）、美国化学家J•弗雷泽•斯托达特（J Fraser Stoddart）和荷兰化学家伯纳德•L•费林加（Bernard L Feringa）

2017年，瑞士科学家雅克•杜本内（Jacques Dubochet）、美国科学家乔基姆•弗兰克（Joachim Frank）和英国科学家理查德•亨德森（Richard Henderson）

2018年，美国科学家弗朗西斯·阿诺德（Frances H Arnold）、美国科学家乔治·史密斯（George P Smith）和英国格雷戈里·温特尔（Gregory P Winter）

2019年，美国科学家约翰·古迪纳夫（John Goodenough）、英国科学家斯坦利·惠廷厄姆（Stanley Whittingham）和日本科学家吉野彰（Akira Yoshino）

2020年，瑞典皇家科学院2020年10月7日宣布，将2020年诺贝尔化学奖授予法国女科学家埃玛纽埃尔·沙尔庞捷和美国女科学家珍妮弗·杜德纳，以表彰她们开发出一种基因组编辑方法。

蛋白质水解在消化道内进行不需要能量 ，但在细胞内进行需要能量 。

蛋白质经泛素-蛋白酶体的选择性降解途径

——2004年诺贝尔化学奖评述

赫荣乔

（中国科学院生物物理研究所，视觉信息加工重点实验室）

2004年诺贝尔化学奖授予了以色列的阿龙·切哈诺沃（Aaron Ciechanover）、阿夫拉姆·赫什科（Avram Hershko）和美国的欧文·罗斯（Irwin Rose），以表彰他们就发现和阐明蛋白质经泛素-蛋白酶体的选择性降解途径所作的杰出贡献。大多数蛋白酶（包括溶酶体酶体系）降解底物时不需要三磷酸腺苷（ATP）提供能量，如胃蛋白酶、胰蛋白酶等。20世纪50年代初，Simpson在肝脏组织培养的切片中检测到了氨基酸的产生，揭示出细胞内大部分蛋白质的降解需要能量。真核生物如何识别和选择性降解蛋白质是细胞生命过程中的重要环节，对于维持蛋白质在细胞内含量的动态平衡起着关键性作用。泛素-蛋白酶体需能降解途径的发现，揭示了蛋白质在细胞内选择性降解的普遍方式。需要清除的蛋白质，通过其赖氨酸残基侧链ε-氨基连接多聚泛素链（降解标签），继而在蛋白酶体中被降解。

泛素-蛋白酶体降解途径包括两个主要阶段。第一阶段为泛素与蛋白底物的相互作用：①高能硫酯键E1-泛素复合物的形成，消耗一分子ATP，并释放一分子单磷酸腺苷（AMP）和一分子焦磷酸。②活化泛素（E1-泛素复合物）转移到E2s上，释放出E1，形成高能键E2-泛素复合物。③底物（被磷酸化、氧化、错误折叠或与辅助蛋白结合的蛋白质）被E3s识别并与之结合。④E2-泛素复合物上的泛素转移到E3s上，形成高能键复合物，继而底物通过赖氨酸的ε-氨基形成酰胺键与泛素连接，泛素分子逐个相加形成链状结构。此外，第一个泛素分子也可与底物N末端氨基酸残基连接。第二阶段为蛋白酶体对底物的降解：⑤底物泛素链与蛋白酶体19S的泛素受体相互作用，蛋白底物去折叠，并通过蛋白酶体受体端裂隙进入20S核心颗料内部，被逐步降解；⑥在泛素C-端水解酶、脱泛素酶和寡肽酶的作用下，释放出泛素分子（可再次参与循环）。

泛素-蛋白酶体系统由以下几个组分构成。①泛素：含有76个氨基酸残基，分子量约85kDa，广泛存在于真核细胞（原核细胞中尚未发现）。泛素链与蛋白底物的结合形成被蛋白酶体降解的识别信号。另外，泛素化在蛋白的内吞和外泌作用中有目标定位功能。②泛素活化酶E1：通过半胱氨酸残基与泛素C端活化的甘氨酸残基形成硫酯键，E1-泛素中间体中的泛素可以转移给数个E2s。③泛素转移酶E2s：以泛素结合酶方式起作用，活性部位为半胱氨酸，部分E2成员在细胞特定过程中发挥作用，但E2的全部作用尚不清楚。④泛素连接酶E3s：为泛素-蛋白酶体系统选择性降解机制的关键因素，识别被降解的蛋白并将泛素连接到底物上。目前对E3s作用方式了解相对较少。不同E3s的氨基酸序列差异较大，并且与多种不明功能的亚单位组成复合物，其功能需进一步研究。⑤蛋白酶体（25MDa）：由2个19S和1个20S亚单位组成的桶状结构，19S为调节亚单位，位于桶状结构的两端，识别多聚泛素化蛋白并使其去折叠。19S亚单位上还具有一种去泛素化的同功肽酶，使底物去泛素化。20S为催化亚单位，位于两个19S亚单位的中间，其活性部位处于桶状结构的内表面，可避免细胞环境的影响。酵母20S亚单位由四个环状结构（αββα）组成。

泛素-蛋白酶体系统与蛋白质质量控制、细胞周期、DNA修复、转录及免疫应激等密切相关，也与许多种疾病的发生相关。为了证实泛素-蛋白酶体系统在细胞生命过程中的重要作用，Masa-atsu Yamada等（1980）建立了泛素-蛋白酶体缺陷型细胞系，通过诱变鼠细胞并筛选出温度敏感型ts85细胞系，在敏感温度下该细胞株出现染色体异常浓缩和组蛋白磷酸化不足，细胞周期被固定在G2期（DNA复制完成，尚未进入有丝分裂期）。这表明此缺陷可能导致染色质结构的异常改变。值得注意的是，Marunouchi所在的日本研究团队观察到泛素化组蛋白H2A，该蛋白的泛素化为温度依赖型。在适宜温度下细胞内的H2A被泛素化，在敏感温度下其泛素化则被抑制。组蛋白H2A的泛素化需要ATP，在敏感温度下泛素化速度减慢。在野生型或ts85突变细胞中均未观察到这种现象。基于H2A在ts85突变细胞中的泛素化现象，Varshavsky等证实了ts85细胞中温度敏感性组分是E1。

上述ts85细胞系的研究工作奠定了泛素参与细胞周期调控的基础。同时，细胞周期调控因子Cdc34被证实是泛素转运酶E2中成员之一，在进化上高度保守。Kirschner等进一步证明了细胞退出有丝分裂的关键是细胞周期蛋白经泛素-蛋白酶体途径降解所致。后来，Nasmyth等证实在有丝分裂和减数分裂过程中，E3对染色体的分离起着关键作用。有丝分裂和减数分裂过程中染色体的错误分离则可导致染色体数目改变，也是导致人类自发性流产的最主要原因。如Down氏综合征（21染色体三体细胞）；绝大多数恶性实体瘤细胞中也存在染色体数目异常。肿瘤抑制因子P53蛋白被称为"基因组卫士"，50%以上的人类癌症中均发现该蛋白的突变。P53经泛素-蛋白酶体途径降解，其中E3与P53形成复合体。DNA损伤后，P53出现磷酸化，降低与E3的结合，减少P53的降解，维持P53在细胞内的含量。人类乳头瘤病毒的感染与子宫颈癌的发生密切相关。此病毒通过利用自身编码的蛋白激活寄主细胞的E3酶，使P53蛋白泛素化降解，而避开P53的抑制作用，使感染细胞不能正常进行DNA修复，突变的积累最终导致癌变的发生。

神经退行性疾病，如老年疾呆、帕金森氏症、肌萎缩性侧索硬化等，存在老年斑、纤维样沉积等现象，尽管在形态学上看不出泛素所起的作用，但泛素-蛋白酶体降解系统可能出现某种缺陷，使得错误折叠的蛋白质不能被降解，而在体内积累并产生细胞毒性。由于泛素样蛋白质PakinC端不含甘氨酸残基，故不能形成类似泛素的链状结构而难以降解，该蛋白被认为与帕金森病有关。转录因子NF-κB在免疫和炎症反应中起重要作用。正常情况下，NF-κB与细胞质中的抑制蛋白IκB形成非活性复合体。当细胞受到细菌感染或有自身物质信号时，IκB被磷酸化，进入泛素介导的蛋白质酶解系统被降解，NF-κB则转移至细胞核内，启动相关基因的表达。泛素-蛋白酶体系统也产生一些肽段，这些片段可被MHC-I类分子呈递给T淋巴细胞，从而在防御病毒感染中起作用。遗传性囊性纤维化（Cystic Fibrosis，CF）与一种囊性纤维跨膜电导调节因子（细胞质膜氯离子通道调节因子，CFTR）的功能性缺失有关。绝大多数CF病例由单基因位点突变所致，表现为苯丙氨酸（∆F508）缺失，造成CFTR蛋白的错误折叠，被泛素介导的蛋白质酶解系统识别、降解，造成该因子功能性缺失。泛素系统已成为研制相关药物的靶点，通过防止特定蛋白的降解，或通过激发此系统以降解不需要的蛋白质，达到防治某些疾病的目的。一种蛋白酶体抑制因子Valcade（PS341），作为新药用于治疗多发性骨髓瘤已经进入临床试验阶段。

泛素-蛋白酶体降解系统的发现为深入理解细胞诸多生理过程奠定了基础。可以预见，将会发现更多的蛋白质和细胞生理过程与此途径相关，也会有一些疾病的病理机制基于此系统得以阐明，以该系统为靶点的新药也将逐渐增多。泛素-蛋白酶体系统研究领域有着巨大的发展潜力。

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