应激反应与SIFI蛋白机制 - 慢性应激反应激活会损害细胞存活并导致退行性疾病，生物体通过E3泛素连接酶SIFI等沉默因子终止应激信号传导以维持细胞内稳态[2] - SIFI如何在细胞尺度上感知应激压力并及时使应激反应失活尚不清楚[3] - 加州大学伯克利分校团队解析了内源性SIFI的冷冻电镜结构，结合AlphaFold建模和生化分析，揭示了整合应激反应(ISR)沉默的结构和机制基础[4] 整合应激反应(ISR)的双重作用 - 细胞遭遇压力(如线粒体损伤)时会启动ISR，暂停非必需活动以集中资源修复损伤，但持续激活的ISR会导致神经退行性疾病[5] - 线粒体受损时，细胞通过激酶HRI激活ISR暂停蛋白质合成，若修复后警报未关闭，长期停工将导致细胞死亡并引发小脑共济失调、早发性痴呆等疾病[6] SIFI蛋白的结构与功能 - SIFI是E3泛素连接酶复合体，负责在压力解除后标记HRI和受损蛋白，引导其被蛋白酶体降解以重启细胞正常运作[7] - SIFI结构包含：1) 巨型脚手架结构(1.3MDa，由UBR4、KCMF1和钙调蛋白组成，形似双臂环抱的圆环)；2) 中心传感器KCMF1的ZZ结构域识别特定降解信号蛋白；3) 外围催化臂UBR4与泛素结合酶UBE2A协同合成K48泛素链；4) 钙调蛋白铰链感知钙离子信号调控构象变化[9] SIFI的工作机制 - 广谱"质检"：通过柔性结构域捕获多种应激相关蛋白(如未正确导入线粒体的前体蛋白)[12] - 启动"贴标"：KCMF1给底物加首个泛素标签，若底物自带泛素(如HRI融合泛素)可跳过此步骤[13] - 精准"链式反应"：UBRI4的UBL结构域将底物泛素传递给UBE2A，专一性连接K48位点形成降解信号链，破坏界面会导致应激信号失控[14] 医学应用前景 - 患者UBR4突变(如A2581T、R2584C)导致SIFI支架扭曲无法协调泛素传递，修复SIFI功能或抑制HRI可逆转病理表型[15] - SIFI的广谱底物结合能力为设计新型PROTAC分子提供模板，改造其ZZ或DOC2结构域可精准锁定癌细胞蛋白，突破"不可成药"蛋白靶向瓶颈[16]