*武漢物理與數(shù)學(xué)研究所研究員唐淳帶領(lǐng)的生物大分子動(dòng)態(tài)學(xué)研究團(tuán)隊(duì)，于6月13日在《美國*院刊》（PNAS）在線發(fā)表題為Ubiquitin S65 phosphorylation engenders a pH-sensitive conformational switch 的研究論文。他們的工作揭示了泛素單體的S65被磷酸化后，呈現(xiàn)出四種能相互轉(zhuǎn)化的構(gòu)象，解析了每種構(gòu)象的三維結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)了這些構(gòu)象的組成比例受pH值調(diào)節(jié)。進(jìn)一步，利用單分子熒光技術(shù)，他們發(fā)現(xiàn)泛素單體的構(gòu)象變化還影響到泛素鏈的四級(jí)結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致泛素能夠與不同的靶蛋白結(jié)合，執(zhí)行不同的功能。

2014年的研究報(bào)道指出泛素能被PINK1在其S65位點(diǎn)磷酸化，磷酸化泛素能激活PARKIN，導(dǎo)致線粒體自噬，但對(duì)于磷酸化泛素其它的生物學(xué)功能仍不清楚。在的這篇PNAS論文中，武漢物數(shù)所生物大分子動(dòng)態(tài)學(xué)研究團(tuán)隊(duì)運(yùn)用生物磁共振技術(shù)和其它生物物理方法，對(duì)磷酸化泛素同時(shí)存在的舒展態(tài)和收縮態(tài)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了的解析，發(fā)現(xiàn)舒展態(tài)和收縮態(tài)磷酸化泛素的磷酸基團(tuán)有著截然不同的pKa值，分別為7.2和5.8。因此當(dāng)溶液pH升高時(shí)，磷酸化泛素會(huì)趨于收縮態(tài)結(jié)構(gòu)，而當(dāng)溶液pH降低，磷酸化泛素會(huì)趨于舒展態(tài)結(jié)構(gòu)。

在細(xì)胞中，不同亞細(xì)胞部位有不同的pH值，細(xì)胞在不同的生理和病理狀態(tài)下，局域的pH值也發(fā)生變化。磷酸化和泛素化是兩種zui為常見的蛋白質(zhì)翻譯后修飾，磷酸化能夠賦予泛素的結(jié)構(gòu)和功能對(duì)環(huán)境pH的敏感性，這一發(fā)現(xiàn)將對(duì)生物學(xué)研究產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

唐淳帶領(lǐng)的生物大分子動(dòng)態(tài)學(xué)研究團(tuán)隊(duì)多年從事泛素動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)的研究，已完成了一系列重要發(fā)現(xiàn)。他們利用波譜分析，發(fā)現(xiàn)泛素單體之間存在極弱的非共價(jià)作用（Angew. Chem.， 2012），這種非共價(jià)相互作用，可以調(diào)節(jié)泛素鏈亞基之間的四級(jí)結(jié)構(gòu)，使泛素鏈通過構(gòu)象選擇機(jī)制與結(jié)構(gòu)和功能各異的配體發(fā)生相互作用（eLife， 2015）。

生物大分子動(dòng)態(tài)學(xué)研究團(tuán)隊(duì)副研究員董旭和龔洲為論文共同*作者。畢業(yè)于武漢物數(shù)所生物大分子動(dòng)態(tài)學(xué)研究組的博士劉主，現(xiàn)就職于浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院，作為論文的共通訊作者參與相關(guān)研究成果的發(fā)表。這項(xiàng)研究得到了*、國家自然科學(xué)基金委和美國霍華德休斯醫(yī)學(xué)研究所(HHMI)基金資助。