Mol Cell | Polysome profiling应用：CTLH复合体依赖C端降解子调控核糖体生物发生

真核生物依赖泛素-蛋白酶体系统实现选择性蛋白质降解，这是调控各项细胞生理活动的核心机制。泛素连接酶通过识别底物上的特定降解子来发挥高度特异性的靶向作用。

目前已知的降解子涵盖短肽基序及复杂三维结构，且蛋白质的末端区域对降解子表现出显著富集特性。虽然科研人员历经多年对氨基端降解子通路进行了深入探究，但羧基端降解子通路的生理意义仍未得到充分阐明。

对于绝大多数泛素连接酶而言，人们对其所靶向的具体降解子基序缺乏分子层面的清晰认知。突破这一研究瓶颈是全面理解泛素-蛋白酶体系统功能的重要挑战。

2026年10月20日，剑桥大学Richard T. Timms团队在Molecular Cell上发表了题为“Proteome-wide C-degron activity profiling connects conditional regulation of the CTLH E3 ligase complex to ribosome biogenesis”的研究论文。该研究通过开发一种全基因组表达筛选策略，系统鉴定了一系列含有C-端降解信号的蛋白质，并揭示了CTLH E3连接酶复合物通过其接头蛋白Muskelin识别这些底物的机制。

文章索引

【标题】Proteome-wide C-degron activity profiling connects conditional regulation of the CTLH E3 ligase complex to ribosome biogenesis

【发表期刊】Molecular Cell

【发表日期】2026年10月20日

【作者及团队】剑桥大学Richard T. Timms 团队

【IF】16.0

研究结果

一、通过比较稳定性筛选系统性鉴定C-degron底物

利用GPS分析平台，通过比较天然C-末端和被掩盖C-末端的两种ORFeome库，系统筛选出了约50种受C-末端降解基序调控的底物。

该方法成功识别了已知底物，证实了比较稳定性分析在全蛋白质组范围内定位C-degron的有效性。

二、ZMYND19蛋白含有一个-PER* C末端降解子

通过定点饱和突变和流式细胞术验证，证实包含MYND型锌指结构域的ZMYND19蛋白由于其C末端的-PER*基序而具有高度不稳定性。

突变或缺失C端最后几个残基会导致该蛋白质显著稳定并免受降解。

三、CTLH^MuskelinE3连接酶复合物靶向ZMYND19的C-degron

利用全基因组CRISPR筛选和基因敲除实验，发现CTLH E3连接酶复合物负责降解ZMYND19。

进一步研究表明，复合物中的底物衔接蛋白Muskelin通过其kelch重复结构域直接识别并结合ZMYND19的-PER* C-degron。

四、CTLH复合物的活性受mTOR和TNF-α信号的条件性调控

研究观察到ZMYND19的稳定性在细胞间存在差异，并通过药物筛选发现CTLH的活性是可调的。

TNF-α刺激会抑制CTLH活性从而稳定ZMYND19，而抑制mTOR信号则会增强CTLH活性，加速ZMYND19降解。

五、鉴定出AAMP和AEN是CTLH^Muskelin通路的新底物

通过并行的遗传学筛选和蛋白质组学分析，在mTOR抑制条件下鉴定出血管相关迁移蛋白（AAMP）和凋亡增强核酸酶（AEN）是CTLH^Muskelin通路的新底物。

六、AAMP通过C-degron被直接降解，并介导其结合蛋白AEN的间接降解

机制研究表明，AAMP通过其C末端的-PDR*序列被Muskelin识别并降解。

而AEN作为AAMP的结合蛋白，通过与AAMP的相互作用被CTLH复合物“附带”降解，这是一种间接的调控方式。

七、AAMP是核糖体生物发生所必需的关键因子

研究发现AAMP是酵母Sqt1的人类同源物，作为核糖体大亚基蛋白uL16的分子伴侣，在核糖体成熟中发挥关键作用。

敲低AAMP会导致uL16蛋白水平下降，通过Polysome profiling多聚核糖体分析显示多聚核糖体图谱异常（表现为60S和80S峰降低及“半聚体”出现），最终导致细胞死亡。

总结

本研究系统性地绘制了以CTLH^Muskelin复合物为核心的C-端降解途径图谱，揭示了该途径受营养传感信号的精准调控。这一发现不仅扩展了对真核生物蛋白质质量控制机制的理解，还建立了蛋白质降解、营养感知与核糖体生物合成之间的新型功能联系。