無(wú)情的鐘聲讓我們當(dāng)中的一部分人不斷地與時(shí)間賽跑，以保持自己的有效時(shí)間超過(guò)別人,，但是,，在細(xì)胞水平上，它們的生物鐘（circadian clock）卻是被精確地控制著,。調(diào)節(jié)性反饋環(huán)（regulatory feedback loop）通過(guò)調(diào)控一些生物鐘蛋白使細(xì)胞保持著生理節(jié)律?，F(xiàn)在，Paolo Sassone-Corsi和同事們表明一個(gè)調(diào)控生物鐘的核心蛋白-BMAL1,，似乎是通過(guò)SUMO修飾來(lái)實(shí)現(xiàn)其功能的（小分子類(lèi)泛素修飾蛋白,；small ubiquitin-like modifier,；見(jiàn)下面?zhèn)渥ⅲ?/p>
BMAL1（腦和肌肉組織芳香羥受體核轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的類(lèi)似蛋白-1；brain and muscle aryl hydrocarbon receptor nuclear transporter [ARNT] like protein-1）和CLOCK分子一同結(jié)合稱為E-box的調(diào)節(jié)性DNA序列,，來(lái)調(diào)控參與生物鐘機(jī)制的基因的表達(dá),，如PER1（周期同系物-1；period homologue-1）,。BMAL1蛋白當(dāng)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(xiàn)這些殘基與用于SUMO化（sumoylation；共價(jià)結(jié)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(xiàn)在COS1細(xì)胞中,，BMAL1被成功地SUMO化，通過(guò)定點(diǎn)誘變（site-directed mutagenesis）發(fā)現(xiàn)K259是體內(nèi)SUMO化的主要位點(diǎn),。
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(zhì)。研究者檢測(cè)了SUMO化的BMAL1蛋白,，發(fā)現(xiàn)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(shí)增加，而且與生物鐘基因（如PER1）的誘導(dǎo)保持一致,。
盡管已經(jīng)知道CLOCK是調(diào)控BMAL1磷酸化的,，作者發(fā)現(xiàn)它同時(shí)還調(diào)控著B(niǎo)MAL1的SUMO化過(guò)程。但是BMAL1的SUMO化過(guò)程究竟有什么生物學(xué)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(xué)功能。
Bmal1-/-小鼠（Bmal1基因被徹底敲除）的胚胎成纖維細(xì)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(dá)載體可以拯救該基因的周期性振蕩,，但是如果是BMAL1(K259R)，則產(chǎn)生了更短的Dbp節(jié)律性,。
由此看來(lái),，SUMO化在BMAL1的周期性表達(dá)和功能中具有重要作用，該文反映出了一個(gè)生物鐘調(diào)節(jié)的重要特征,。作者在文章中也提出今后的研究應(yīng)該側(cè)重于識(shí)別SUMO通路中的各個(gè)元素,，因?yàn)樗鼈儺?dāng)中有些可能是選擇性為生物鐘調(diào)控服務(wù)的。
備注：
SUMO：Small ubiquitin-like modifier,，是泛素(ubiquitin)類(lèi)多肽鏈超家族的重要成員之一,。 泛素類(lèi)多肽鏈可共價(jià)結(jié)合細(xì)胞內(nèi)靶蛋白,，并改變它們的功能、胞內(nèi)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)
