水生所****JBC发表新成果

　　

生物通报道：FBXO32 (MAFbx/Atrogin-1)是一种E3泛素连接酶，在肌萎缩中是显著上调的。虽然一些数据支持，FBXO32可能在肿瘤发生过程中起重要作用，但是FBXO32在肿瘤发生中的分子机制，一直知之甚少。最近，中科院水生生物研究所“****”肖武汉研究员带领的一项研究，阐释了FBXO32的功能，并凸显了它在肿瘤发生过程中的作用，相关研究结果发表在五月五日的国际知名期刊《Journal of Biological Chemistry》。

本文通讯作者肖武汉研究员，早年毕业于武汉大学生物系，1997年在中科院水生生物研究所获博士学位，1998年至2003年在美国西北大学从事博士后研究，2003年至2005年在美国西北大学医学院任研究助理教授，2005年至今在中科院水生生物研究所任研究员，2006年入选中科院“****”。主要研究方向为：低氧信号传导及其分子调控机制；鱼类耐低氧的遗传基础；肿瘤相关基因的功能、分子调控与表观遗传调控。曾在Cancer Res、Oncogene、JBC、PLOS ONE、Development、Molecular and Cellular Biology等知名期刊发表论文多篇。延伸阅读：百人学者肖武汉最新文章解析低氧信号传导途径。

FBXO32（又名MAFbx或Atrogin-1），最初被鉴定为肌萎缩所必需的一个肌肉特异性基因。FBXO32被确定为一个肌肉特异性E3泛素连接酶，因为它含有F-box结构域。这是E3连接酶的一个特征，功能是作为SCF（SKP1、cullin、F-box 蛋白）泛素连接酶复合体的一个组件。FBXO32缺乏富含亮氨酸的重复序列（LRR）或WD40重复序列，但却包含有一类II PDZ结构域，其与靶蛋白C端的特定序列相互作用。此外，FBXO32也包含两个核定位信号，这表明它可能靶定转录因子或其他核蛋白质用于泛素化。

作为一个泛素E3连接酶，FBXO32已被证明可靶定几种蛋白质用于蛋白酶体的降解。在骨骼肌中，FBXO32两个最广为人知的靶标是起始因子eiF3-f和生肌调节因子MyoD。除了在肌萎缩中靶定介导FBXO32功能的蛋白质之外，FBXO32还靶定MKPK磷酸酶-1（MKP-1）用于蛋白酶体降解，并可能参与缺血/再灌注诱导的心肌细胞凋亡。

一些证据表明，FBXO32也可能在肿瘤发生过程中发挥重要的作用。FBXO32的表达水平与卵巢癌细胞系中FBXO32启动子的甲基化状态密切相关。FBXO32在卵巢癌细胞中的恢复可抑制体外集落形成，以及无胸腺裸鼠中的移植瘤生长。此外，具有更高FBXO32启动子甲基化的患者，往往有较短的无进展生存期。这表明FBXO32具有肿瘤抑制作用。此外，在食管鳞状细胞癌中，FBXO32的表达下降。EZH2通过抑制FBXO32支持肺泡横纹肌肉瘤的生存，但是， FBXO32的上调是肌萎缩所致癌症恶病质的一个标志。因此，FBXO32基因在肿瘤发生中的作用尚不清楚，其根本机制尚不清楚。

c-Myc是一个短命蛋白和一个典型的致癌基因，在多个步骤受到调控。c-Myc在细胞中退化最突出的一种机制是通过泛素-蛋白酶体途径（UPS）。作为RING-FINGER结构域泛素连接酶复合物的一个组成部分，Fbw7是研究最充分的SCF型E3泛素连接酶，用以介导c-Myc降解。FBW7基因可识别苏氨酸58（T58）上的磷酸化c-Myc，它是由糖原合成酶激酶3（GSK3）介导的。另一个RING-FINGER E3连接酶——Skp2，被识别为c-Myc基因氨基端（MBII）以及HLH-LZ 基序（氨基酸367-439）上的一个保守序列元素。它能促进其泛素化和降解，导致c-Myc基因转录活性的增强。第三个RING-FINGER E3连接酶——β-TrCP，与c-Myc基因的氨基端结合，并使用UbcH5泛素结合酶（E2），在c-Myc上形成异型核分裂的聚泛素链。这增强了c-Myc蛋白的稳定性。

重要的是，在饥饿处理过程中，FBXO32的表达模式与c-Myc表达呈负相关。血清刺激可直接诱导c-Myc的表达，但是在细胞周期任一点去除生长因子，可导致c-Myc的表达下调。相比之下，IGF-1可通过PI3K/Akt/FOXO通路抑制FBXO32的转录，并阻断地塞米松诱导的肌萎缩；食物剥夺可增加FBXO32表达，并导致快速的肌萎缩。此外，激活FOXO3a可导致c-Myc的大幅减少。

鉴于FBXO32是FOXO3a的直接靶标，该研究小组试图确定FBXO32是否参与了c-Myc的降解。在这项研究中，研究人员将c-Myc确定为FBXO32 E3泛素连接酶的一个基质。FBXO32可靶定c-Myc用于泛素化，并通过蛋白酶体途径进行降解。c-Myc在T58和S62上的磷酸化作用，对于FBXO32诱导c-Myc降解，是可有可无的。赖氨酸326在c-Myc的突变，可降低c-Myc泛素化，并阻止FBXO32诱导的c-Myc降解。此外，FBXO32的过度表达可抑制c-Myc活性，并抑制细胞的生长，但是敲除FBXO32，可增强c-Myc活性并促进细胞生长。

最后，研究人员还发现，FBXO32是c-Myc的一个直接下游靶标，从而凸显了c-Myc和FBXO32之间存在一个负反馈调节回路。因此，FBXO32可能通过靶定c-Myc而起作用。总之，这项工作解释了FBXO32的功能，并强调了其在肿瘤发生过程中的作用机制。

（生物通：王英）

生物通推荐原文摘要：
FBXO32 targets c-Myc for proteasomal degradation and inhibits c-Myc activity
Abstract: FBXO32 (MAFbx/Atrogin-1) is an E3 ubiquitin ligase that is markedly up-regulated in muscle atrophy. Although some data support that FBXO32 may play an important role in tumorigenesis, the molecular mechanism of FBXO32 in tumorigenesis has been poorly understood. Here, we present evidence that FBXO32 targets the oncogenic protein c-Myc for ubiquitination and degradation through the proteasome pathway. Phosphorylation of c-Myc at T58 and S62 is dispensable for FBXO32 to induce c-Myc degradation. Mutation of the lysine 326 in c-Myc reduces c-Myc ubiquitination and prevents the c-Myc degradation induced by FBXO32. Furthermore, overexpression of FBXO32 suppresses c-Myc activity and inhibits cell growth, but knockdown of FBXO32 enhances c-Myc activity and promotes cell growth. Finally, we show that FBXO32 is a direct downstream target of c-Myc, highlighting a negative feedback regulation loop between c-Myc and FBXO32. Thus, FBXO32 may function by targeting c-Myc. This work explains the function of FBXO32 and highlights its mechanisms in tumorigenesis.