無情的鐘聲讓我們當中的一部分人不斷地與時間賽跑,，以保持自己的有效時間超過別人,，但是,，在細胞水平上,，它們的生物鐘（circadian clock）卻是被精確地控制著。調節(jié)性反饋環(huán)（regulatory feedback loop）通過調控一些生物鐘蛋白使細胞保持著生理節(jié)律?，F在,，Paolo Sassone-Corsi和同事們表明一個調控生物鐘的核心蛋白-BMAL1，似乎是通過SUMO修飾來實現其功能的（小分子類泛素修飾蛋白,；small ubiquitin-like modifier；見下面?zhèn)渥ⅲ?/p>
BMAL1（腦和肌肉組織芳香羥受體核轉運蛋白的類似蛋白-1,；brain and muscle aryl hydrocarbon receptor nuclear transporter [ARNT] like protein-1）和CLOCK分子一同結合稱為E-box的調節(jié)性DNA序列,，來調控參與生物鐘機制的基因的表達，如PER1（周期同系物-1,；period homologue-1）,。BMAL1蛋白當中有好些賴氨酸殘基非常保守，不僅在相同的蛋白家族中保守,，而且還具有跨種的保守性,。電腦模擬分析發(fā)現這些殘基與用于SUMO化（sumoylation；共價結合SUMO分子稱為sumoylation）的共有基序（consensus motif）非常吻合,。Paolo Sassone-Corsi和同事們發(fā)現在COS1細胞中,，BMAL1被成功地SUMO化,，通過定點誘變（site-directed mutagenesis）發(fā)現K259是體內SUMO化的主要位點。
在肝臟組織中加入SUMO蛋白酶的抑制劑,，以穩(wěn)定SUMO化的蛋白質,。研究者檢測了SUMO化的BMAL1蛋白，發(fā)現該蛋白的量的變化具有周期性,。磷酸化的BMAL1與SUMO化的BMAL1同時增加,，而且與生物鐘基因（如PER1）的誘導保持一致。
盡管已經知道CLOCK是調控BMAL1磷酸化的,，作者發(fā)現它同時還調控著BMAL1的SUMO化過程,。但是BMAL1的SUMO化過程究竟有什么生物學功能？與野生型BMAL1相比,，突變的BMAL1（K259R）的量并不具有周期性的振蕩形式,。另外，BMAL1（K259R）的量是野生型的兩倍,，所以該蛋白的降解似乎有著非常重要的生物學功能,。
Bmal1-/-小鼠（Bmal1基因被徹底敲除）的胚胎成纖維細胞的E-box控制的基因的振蕩形式（Dbp）被改變了。BMAL1的病毒表達載體可以拯救該基因的周期性振蕩,，但是如果是BMAL1(K259R),，則產生了更短的Dbp節(jié)律性。
由此看來,，SUMO化在BMAL1的周期性表達和功能中具有重要作用,，該文反映出了一個生物鐘調節(jié)的重要特征。作者在文章中也提出今后的研究應該側重于識別SUMO通路中的各個元素,，因為它們當中有些可能是選擇性為生物鐘調控服務的,。
備注：
SUMO：Small ubiquitin-like modifier，是泛素(ubiquitin)類多肽鏈超家族的重要成員之一,。 泛素類多肽鏈可共價結合細胞內靶蛋白,，并改變它們的功能、胞內定位,、和/或半衰期,。
編者注:摘譯自 ORIGINAL RESEARCH PAPER
Cardone, L. et al. Circadian clock control by SUMOylation of BMAL1. Science 18 Aug 2005 (10.1126/science.1110689)
