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蛋白质降解中的泛素系统调控蛋白质降解是细胞中的一项重要代谢过程，对于维持细胞内环境的稳定性和平衡性发挥着关键作用。
泛素系统是其中一种重要的调控机制，负责识别、标记和降解具有异质性或损伤的蛋白质。
泛素系统是由三种主要酶类构成的：Ubiquitin-activating enzyme（E1）、Ubiquitin-conjugating enzyme（E2）、Ubiquitin ligase（E3）。
这些酶类的作用机制分别是：E1酶类在ATP的作用下首先将Ubiquitin结合到自身，然后将Ubiquitin转移给E2酶类，在E3酶类的帮助下通过缺陷蛋白的赋标（Ubiquitination）实现这个蛋白的特异性降解。
其中每一个环节都是必不可少的，也就是说，E1、E2和E3酶都对泛素系统的发挥有着至关重要的作用。
泛素系统在蛋白质降解过程中的作用是标记那些需要被降解的蛋白质，避免它们对细胞和机体整体的损害。
在这个过程中，泛素分子首先与目标蛋白发生共有基的结合，然后以特异性方式将目标蛋白质进行Ubiquitination标记，最终被送往蛋白酶体降解系统中完成降解。
这个过程中，泛素系统的发挥也对于许多其他的代谢途径产生了重要的影响，例如与细胞凋亡、细胞周期调控和热休克反应等等相关。
泛素系统在蛋白质降解中的作用机制并不是一成不变的。
事实上，机体中存在各种各样的泛素分子，它们在不同的条件下可能发挥着完全不同的作用。
例如，在基因突变或细胞环境恶化的情况下，泛素系统可能会失去一些关键的功能，从而导致蛋白质功能异常、许多常见疾病的出现和进展（例如肿瘤、神经退行性疾病等等）。
因此，在细胞和人类健康方面，对泛素系统的调控显得尤为重要。
值得注意的是，泛素系统对蛋白质降解中的调控可能不仅限于Ubiquitination标记这个基本机制。
在一些基因表达和调控的过程中，泛素系统也可能发挥着其他的功能，例如通过某些方式来影响对基因表达或生命活动的调控。
泛素调解的蛋白质降解在生命科学中的应用
泛素调解的蛋白质降解是一种重要的生命科学技术，在许多不同的应用领域中得到了广泛的应用。
1. 研究蛋白质功能：通过利用泛素调解的蛋白质降解技术，研究人们可以研究蛋白质的功能和相互作用。
他们可以通过调节泛素的数量，来控制蛋白质的寿命和活动水平，进而研究蛋白质功能的影响因素。
2. 生化研究：许多科学家利用泛素调解的蛋白质降解技术来研究酶的活性和结构。
他们可以将泛素标记在被研究的酶上，从而可以具有选择性地将其降解。
这有助于研究其功能并揭示其结构。
3. 新药研发：泛素调解的蛋白质降解技术已成为一种广泛应用的新型药物研发平台。
这是因为泛素调解的蛋白质降解技术能够达到高度的特异性，从而可以准确地降解患有一系列疾病的蛋白质，包括肿瘤、神经退行性疾病、自身免疫性疾病等。
这种技术还有望为精准治疗提供新的突破口。
4. 基因治疗：利用病毒或其他载体，将含有泛素的基因导入细胞中，可以通过调控泛素的水平，控制基因的表达和功能。
这种技术有望被应用于基因疗法中，从而有效地治疗多种遗传性疾病。
综上所述，泛素调解的蛋白质降解技术具有广泛的应用前景，在生命科学中发挥
着重要的作用。
随着物质生物学、生物信息学和基因技术等不断的发展，这种技术也逐渐得到了新的突破和完善，为解决许多重大生物学问题提供了有力的工具。
泛素化和蛋白酶体所介导的蛋白质降解途径随着生物技术不断发展，蛋白质降解的途径也被越来越多地关注
和研究。
其中，泛素化和蛋白酶体所介导的蛋白质降解途径是两种非
常重要的途径。
泛素化是指通过泛素连接酰化酶（E1）、泛素结合酶（E2）和泛
素连接酶（E3）等多种酶参与的一种降解途径。
当人体内的蛋白质需
要被降解时，其被标记上泛素，从而被蛋白酶体识别并降解。
泛素化
途径具有高度专一性和选择性，因此被广泛应用于调节细胞周期、转
录调控、信号转导等重要生命活动。
与之相似的是蛋白酶体所介导的蛋白质降解途径，也是细胞内重
要的蛋白质质量控制机制之一。
蛋白酶体是一种分子大小为12S的多
酶体复合体，它们以高度选择性地降解特定的蛋白质。
蛋白质的降解
过程是由一种名为蛋白酶体状的复合酶所调控的。
蛋白酶体状酶在蛋
白酶体中负责将泛素连接的蛋白质降解成小分子物质，以便细胞能够
重新利用它们。
这两种蛋白质降解途径在维持细胞内正常代谢和生长发育中起着
至关重要的作用。
它们不仅能够清除细胞内的有害蛋白质和失去活性
的蛋白质，同时也可以促进细胞生命活动所需的功能蛋白生成。
此外，泛素化和蛋白酶体所介导的蛋白质降解途径也成为了细胞自我调节、
病毒感染和免疫反应等方面的研究热点。
在这个信息化时代，掌握这些蛋白质降解途径的研究成果，对于生命科学的发展和创新将有着广阔的前景。
我们相信，在科学家们的不懈努力下，更多深入生物学奥秘的途径将会被发现和研究。
蛋白质降解和泛素化修饰蛋白质降解是细胞内的一个重要过程，通过降解不再需要的或受损的蛋白质，维持细胞内的蛋白质稳态。
泛素化修饰则是蛋白质降解的一个关键步骤，通过与蛋白质结合，标记其为待降解的目标。
一、蛋白质降解的机制在细胞内，通过两个主要的降解途径进行蛋白质降解：泛素-蛋白酶体途径和泛素-溶酶体途径。
泛素-蛋白酶体途径主要参与对细胞质内的蛋白质降解，而泛素-溶酶体途径则负责对胞内膜蛋白和一些细胞器中的蛋白质进行降解。
蛋白质降解的过程可以分为三个主要步骤：泛素化、识别和降解。
其中，泛素化是一个关键的步骤，是蛋白质降解的启动器。
二、泛素化修饰的过程泛素化是指通过与蛋白质结合，标记其为待降解的目标的过程。
这个过程是高度特异性的，需要多个泛素连接酶（E1、E2、E3）的协同作用。
首先，泛素激活酶（E1酶）与ATP反应，将泛素与E1酶结合，形成泛素-E1中间体。
然后，泛素转移酶（E2酶）与泛素-E1中间体反应，将泛素转移到E2酶上。
最后，泛素连接酶（E3酶）与E2酶及目标蛋白质结合，催化泛素的共价结合到目标蛋白质的赖氨酸残基上。
蛋白质被泛素化后，成为一个信号分子，可以被酶体或溶酶体识别并降解。
三、泛素连接酶（E3酶）的作用泛素连接酶（E3酶）在泛素化修饰过程中起到至关重要的作用。
它可以通过两种机制来确定泛素和目标蛋白质的特异性结合。
第一种机制是E3酶的底物识别。
E3酶能够识别目标蛋白质的结构特征，包括特定的氨基酸序列、空间构象等。
这种底物识别机制使得E3酶能够选择特定的目标蛋白质进行泛素化修饰。
第二种机制是E3酶与E2酶的相互作用。
E3酶可以通过与E2酶的结合来确定目标蛋白质的特异性结合。
不同的E2/E3相互作用可以导致不同的底物特异性。
四、蛋白质降解和疾病关联蛋白质降解和泛素化修饰的失调与多种疾病的发生和发展密切相关。
例如，神经退行性疾病中，蛋白质的异常聚集和降解的障碍导致脑细胞的损害和死亡。
而在某些癌症中，泛素化酶的异常表达或特定蛋白质的异常泛素化修饰可以导致肿瘤的发生和进展。
泛素依赖的蛋白质降解途径概述泛素依赖的蛋白质降解途径是细胞内一种重要的蛋白质降解机制。
在这个途径中，泛素被连接到待降解的蛋白质上，然后通过泛素连接酶系统和蛋白酶体进行降解。
这一途径在维持细胞内蛋白质稳态、调控细胞周期和应激响应等方面起着重要的作用。
泛素连接酶系统泛素连接酶系统是泛素依赖的蛋白质降解途径的关键组成部分，它包括泛素激活酶（E1）、泛素结合酶（E2）和泛素连接酶（E3）。
泛素激活酶（E1）泛素激活酶是泛素连接酶系统的起始酶，它能够将游离的泛素与ATP结合形成泛素-AMP中间体，然后将泛素转移至泛素结合酶（E2）上。
泛素结合酶（E2）泛素结合酶是泛素连接酶系统中的中间酶，它能够与泛素激活酶（E1）和泛素连接酶（E3）相互作用，将泛素从泛素激活酶转移至泛素连接酶。
泛素连接酶（E3）泛素连接酶是泛素连接酶系统中的最后酶，它能够与泛素结合酶（E2）和待降解的蛋白质相互作用，将泛素连接到待降解的蛋白质上。
泛素连接酶的家族非常庞大，不同的泛素连接酶对不同的蛋白质具有特异性。
泛素化泛素化是将泛素连接到待降解的蛋白质上的过程。
泛素化是一个级联的反应过程，需要泛素激活酶、泛素结合酶和泛素连接酶的协同作用。
泛素连接酶的选择性不同的泛素连接酶对不同的蛋白质具有特异性，这种选择性是通过泛素连接酶与待降解蛋白质的相互作用来实现的。
泛素连接酶通过与待降解蛋白质的结构域或特定的氨基酸残基相互作用，选择性地将泛素连接到蛋白质上。
泛素连接点泛素可以连接到待降解蛋白质的不同位置，形成多种不同类型的泛素连接。
最常见的泛素连接方式是将泛素连接到蛋白质的赖氨酸残基上，形成K48链。
K48链是一个信号标记，会被蛋白酶体认识并降解。
此外，泛素还可以连接到蛋白质的其他氨基酸残基上，形成K63链或单一的泛素连接。
蛋白酶体蛋白酶体是细胞内的一种细胞器，主要负责泛素依赖的蛋白质降解。
蛋白酶体由核心颗粒和相关蛋白组成，核心颗粒是由多个蛋白酶组成的大复合物。
【化学与社会・期中论文】2004年诺贝尔奖研究成果简介泛素调节的蛋白质降解光华管理学院葛佳洁2004年诺贝尔化学奖授予了以色列科学家阿夫拉姆・赫什科 (Avram Hershko 、阿龙・切哈诺沃 (Aaron Ciechanover和美国加利福尼亚大学的教授欧文・罗斯 (Irwin Rose(下图从左到右依次为以色列科学家切哈诺沃、赫什科和美国科学家罗斯 , 以表彰他们发现了泛素调节的蛋白质降解 (for the discovery of ubiquitin-mediated protein degradation 。
我通过查阅文献资料和期刊搜索,了解了一些他们的研究成果,以下做些简要介绍:1,待降解蛋白质的标记真核细胞中含有 6000至 30000个蛋白质合成基因 , 编码至少同等数量的蛋白质。
在对蛋白质的研究中很多工作都致力于阐述细胞怎样控制特定蛋白质的合成, 而对其相反过程即蛋白质的降解, 研究得相对较少。
大多数负责蛋白质降解的酶作用时都不消耗能量。
在已知的许多蛋白质降解酶中, 一个典型的例子是胰岛素, 其作用是将小肠中的食物蛋白质转化为氨基酸。
另一个典型的例子是细胞中的溶酶体, 其作用是降解从细胞外吸收进来的蛋白质。
它们在作用的过程中均不消耗能量。
然而,早在 20世纪 50年代就有实验显示,细胞内蛋白质的降解需要能量。
这一现象一直困惑着研究者 , 为何细胞内的蛋白质降解需要能量,而细胞外蛋白质的降解却不需要能量? 1977年, Goldberg 及其同事在这个领域迈出了第一步。
他们从不成熟的红血球及网状细胞中获得了一种提取液, 这种提取液在催化异常细胞降解时需要 ATP 的参与。
应用这种提取物, Aaron Ciechanover,Avram Hershko,Irwin Rose在 70年代晚期和 80年代早期进行了一系列具有划时代意义的研究。
成功地揭示了细胞内蛋白质的降解是一个多步骤反应的过程 , 蛋白质先被泛素(一种多肽标记, 然后被分解。
泛素化修饰的功能与调控机制泛素化修饰，是指将泛素（ubiquitin）分子连接到特定蛋白质上的过程。
泛素化修饰对于蛋白质的功能、转运和降解具有重要的调控作用，因此在细胞内扮演着至关重要的角色。
本文将从泛素化修饰的功能、调控机制以及在疾病中的作用三个方面探讨泛素化修饰的重要性。
一、泛素化修饰的功能泛素化修饰可以发挥多种作用，其主要功能包括：1.蛋白质降解：泛素化修饰可以标记特定蛋白质，促进其被降解。
被泛素标记的蛋白质被送往蛋白质酶体（proteasome）进行降解。
蛋白质酶体是一种高度分化、大量存在于细胞质的细胞器，它可以选择性地降解泛素化修饰的蛋白质，从而控制它们的水平。
2.转运：泛素化修饰可以改变蛋白质的位置和功能状态。
例如，在内质网（endoplasmic reticulum）途径中，泛素化修饰可以使蛋白质从内质网逐步向高尔基体和高尔基体后体系运输。
3.信号转导：泛素化修饰可以通过调节受体选择性和受体信号质量影响各种信号通路。
在某些情况下，泛素化只是一种驱动细胞过程的信号传递机制。
4.蛋白质复合体的形成：泛素化修饰可以促进蛋白质复合体的形成，从而影响细胞过程的执行。
在某些情况下，泛素化修饰可以作为蛋白质复合体形成的必要条件，例如蛋白质通过非共价交互方式结合时的情况。
二、泛素化修饰的调控机制泛素化修饰是由三步反应来完成的。
在第一步中，泛素激活酶将泛素特异性地连接到ATP（adenosine triphosphate）上。
在第二步中，泛素转移酶将泛素从泛素特异性的乙酰辅酶A转移到泛素化修饰目标蛋白质的赖氨酸残基上。
在第三步中，通过共价键连接，泛素化修饰的蛋白质会成为泛素化修饰目标的一部分。
泛素化修饰的调控机制包括同种异构体化、异构体选择性、Ub 链的连接和去泛素化修饰四个方面。
异构体化意味着一个泛素分子连接到一个特定的赖氨酸残基上。
同种异构体化是指多个泛素分子连接到一个特定的赖氨酸残基上。
异构体选择性是指泛素化修饰目标受到的不同泛素链的选择。
蛋白质降解的机制和调节蛋白质是生物体内最为重要的有机分子之一，参与了许多生命活动。
然而，在生物体内，蛋白质不是一成不变的，而是会经历一系列复杂的调节和代谢过程。
其中，蛋白质降解是一个重要的过程，本文将介绍蛋白质降解的机制和调节。
一、蛋白质降解的机制1.泛素-蛋白酶体途径泛素-蛋白酶体途径是蛋白质降解的主要途径之一。
它主要涉及到两种分子：泛素和蛋白酶体。
泛素是一种小分子蛋白，它可以与需要降解的蛋白质结合，形成一个泛素-蛋白质复合物。
然后，这个复合物会被运输到蛋白酶体中，其中被蛋白酶体导致的蛋白酶水解降解后，相应的泛素会从复合物上被解离，可以再循环使用。
2.赖氨酸体系除了泛素-蛋白酶体途径外，还有一个重要的降解途径：赖氨酸体系。
赖氨酸是蛋白质分子中的一种氨基酸，有时也被称为“降解性氨基酸”，因为它可以被一种特殊的酶——赖氨酸脱氨酶（AAD）降解。
赖氨酸体系的分解具有很高的特异性，能够只降解含有特定氨基酸序列的蛋白质。
因此，在一些情况下，赖氨酸体系被认为是比泛素-蛋白酶体途径更为适合的降解策略。
二、蛋白质降解的调节1.翻译后修饰翻译后修饰是影响蛋白质降解的一个重要因素。
在翻译过程中，多种修饰机制会发生。
一些翻译后修饰对降解有一定的保护作用，而另一些会促进降解。
例如，泛素化通常是蛋白质降解的标志，在这种情况下，泛素修饰通常会促进降解。
而且，磷酸化通常会抑制降解；而其他修饰如糖基化和乙酰化则对降解有不同程度的影响。
2.蛋白酶的活性和选择性蛋白酶的活性和选择性也对蛋白质降解起到重要的作用。
不同的蛋白酶具有不同的降解特性，它们能够识别不同的氨基酸序列和结构。
因此，在不同的细胞环境中，可能存在不同种类和数量的蛋白酶，这些蛋白酶能够协调地降解特定的蛋白质，从而帮助细胞维持正常的生理状态。
3.细胞信号途径最后，细胞信号途径也可以调节蛋白质降解。
在许多情况下，信号分子可以激发或抑制蛋白质降解的关键步骤，从而影响蛋白质的代谢和降解速率。
泛素化和蛋白酶体所介导的蛋白质降解途
径
泛素化和蛋白酶体是两种重要的蛋白质降解途径。
泛素化是一种通过连接泛素分子来标记蛋白质的过程，而蛋白酶体则是一种特殊的细胞器，能够将被泛素标记的蛋白质降解为小分子。
泛素化是一种非常重要的蛋白质降解途径。
在这个过程中，泛素分子会被连接到目标蛋白质的特定位置上。
这个过程需要多个酶的参与，包括泛素激活酶、泛素连接酶和泛素去除酶。
泛素化的主要作用是标记蛋白质，使其能够被蛋白酶体识别并降解。
此外，泛素化还能够调节蛋白质的功能和稳定性，对于细胞的正常生理过程具有重要的作用。
蛋白酶体是一种特殊的细胞器，能够将被泛素标记的蛋白质降解为小分子。
蛋白酶体由多种蛋白质组成，其中最重要的是蛋白酶体核心复合物。
这个复合物包括多种蛋白质，其中最重要的是ATP酶和泛素连接酶。
这些蛋白质能够协同作用，将被泛素标记的蛋白质降解为小分子。
泛素化和蛋白酶体是两种非常重要的蛋白质降解途径。
它们能够协同作用，对于细胞的正常生理过程具有重要的作用。
在细胞中，泛素化和蛋白酶体能够清除不需要的蛋白质，维持细胞内环境的稳定性。
此外，它们还能够调节蛋白质的功能和稳定性，对于细胞的正常生理过程具有重要的作用。
因此，泛素化和蛋白酶体的研究对于
理解细胞生物学和疾病发生机制具有重要的意义。
泛素标记的蛋白质降解
——探索生命活动中化学过程的又一成果
李静雯陆真
（南京师范大学化学教育研究所南京 210097）
摘要：本文主要介绍了2004年诺贝尔化学奖--泛素调节蛋白质降解的原理、模型及应用实例。
该成果将有助于科学家从分子水平对细胞控制蛋白质分裂进行研究，并有利于研发新型药物，从而造福人类。
关键词：2004诺贝尔化学奖泛素标记蛋白质降解
2004年10月16日瑞典皇家科学院将本年度诺贝尔化学奖授予以色列科学家阿龙·切哈诺沃、阿夫拉姆·赫什科和美国科学家欧文·罗斯，以表彰他们在泛素调节的蛋白质降解研究领域中的卓越成就。
图1 2004年诺贝尔化学奖获得者，从左至右依次为阿龙·切哈诺沃、阿弗拉姆·赫尔什科、欧文·罗斯
阿龙·切哈诺沃1947年出生在以色列城市海法，现年57岁，1976-1981年间在赫什科指导下攻读博士学位，1981年获得以色列工学院医学博士学位，曾在麻省理工学院从事研究，后返回以色列工学院任教；阿弗拉姆·赫尔什科1937年出生在匈牙利，犹太后裔，13岁移民以色列，现年67岁，1969年在耶路撒冷希伯来大学获得医学博士学位，曾在旧金山加州大学从事研究，1972年起在以色列工学院任教；来自美国的欧文·罗斯现年78岁，1952年在芝加哥大学获得博士学位，现就职于美国加利福尼亚大学欧文分校。
三名获奖者自20世纪70~80年代以来就一直致力于这一领域的研究。
1970年代末，赫什科借着带薪休假的机会，带着当时还是博士后的切哈诺沃，到美国费城福克斯·蔡斯癌症研究中心的罗斯实验室进行访问研究，在那里完成了三位获奖者的大部分合作研究，发表了一系列生物化学论文。
1 泛素调节的蛋白质降解的生物学概述
蛋白质是包括人类在内各种生物体的重要组成成分。
对于生物体而言，蛋白质的生成与降解至关重要。
过去几十年来，生物化学界对于细胞如何制造出各种蛋白质有很多解释，但是对蛋白质降解的研究还很少，上世纪80年代初期这三名学者深入蛋白质降解过程的研究领域，进而发现了细胞最重要的循环过程以及有规律的蛋白质降解活动。
蛋白质的降解是一个精细控制的过程，首先有待降解的蛋白质被一种多肽（称之为泛素）所标记，接着这些蛋白质进入细胞的蛋白酶复合体中，蛋白酶复合体是一个上下有盖的圆桶状酵素，它们如同细胞的垃圾桶，专门负责蛋白质的分解及再循环利用，泛素在这一过程中释出讯号，让蛋白酶复合体分辨出有待降解的蛋白质。
了解了泛素为媒介的蛋白质裂解作用和过程，使得科学家对细胞如何控制及分裂蛋白质的研究有可能深入到分子层级。
泛素作为载体的蛋白质裂解作用包括细胞分裂、DNA的修复、新生蛋白质的质量控制以及免疫系统的防御能力创建等方面。
而当蛋白质裂解作用发生异常时，人体就会产生不适甚至疾病，如子宫颈癌症和囊肿纤维症等，因此，从分子层面角度去了解泛素调节的蛋白质降解的化学过程和机理，及对生命过程进一步的探索，具有十分重要的应用意义。
2 泛素调节的蛋白质降解原理介绍
2.1 泛素调节的理论基础
生物体内存在着两类蛋白质降解过程，一种是不需要能量的，比如发生在消化道中的降解，这一过程只需要蛋白质降解酶参与，如胰岛素可以在小肠内将食物降解为氨基酸；另一种则需要能量，它是一种高效率、指向性很强的降解过程。
比如多数细胞内的蛋白质降解需要能量，这是由于在细胞内蛋白质的降解过程中发生了一系列的反应，最终使得将要被降解的蛋白质被一种多肽链所标记，这就意味着细胞对蛋白质降解具有很高的选择性，这种标记势必需要一定的能量，而这种能量在生物体内是以三磷酸腺苷的形式提供的。
图2 泛素的结构模型
泛素（Ubiquitin）（如图2），首先在牛的胸腺中被分离出来，后来又发现其存在于很多组织和器官中，它是一个由76个氨基酸组成的多肽链。
它与底物蛋白质的赖氨酸残基共价地结合，虽然这种标记作用本身是非底物特异性的，即泛素可与各种蛋白质相连，但被泛素标记的蛋白质将被特异性地识别并迅速降解。
它不同于蛋白质的某些可逆变化，如经过磷酸化的蛋白质可以重新复原，经过泛素修正的目标蛋白质一旦被破坏以后就不能恢复原状了。
一般哺乳动物体内都含有三类酶，E1类的用于激活泛素，E2类的与泛素结合，E3类的具有很强的特异性，它决定了细胞内的哪些蛋白质将要被标记并进而被降解。
激活泛素的E1类酶本身不能形成泛素-
蛋白质变体，在获取ATP(三磷酸腺苷)提供的能量后，它的巯基以共价键形式与被激活的泛素提供的羧基结合，紧接着泛素的羧基发生转移与邻近的负责使泛素与蛋白质结合的E2类酶的巯基结合，然而E2类酶对蛋白质无特异性，这就需要E3帮助。
E3具有辨认指定蛋白质的功能，当E2携带着泛素分子在E3的指引下接近指定蛋白质时，就把泛素分子绑在指定蛋白质上。
这一过程不断重复，指定蛋白质上就被绑了一批泛素分子。
被绑的泛素分子达到一定数量后，目标蛋白质就被运送到细胞内的“垃圾站”——蛋白酶体中进行降解。
图3 细胞内的废弃物处理装置——蛋白酶体，黑点表示活性区域，蛋白质降解的场所
一个细胞大约含30000个细胞废弃物处理装置即蛋白酶复合体——蛋白酶体（如图3），这些桶状结构可以几乎将所有蛋白质分解为7-9个氨基酸长度的缩氨酸，蛋白酶体的活性表面在桶状结构的内部。
蛋白酶体能辨别出与泛素结合的蛋白质，一旦作为标签的泛素脱离蛋白质，即可利用三磷酸腺苷提供的能量改变蛋白质的性质使其从一端进入蛋白酶复合体内发生降解，并最终以缩氨酸的形式从另一端释放出来。
这一过程如此复杂，需要消耗能量。
然而蛋白酶体并不能选择待降解的蛋白质，细胞内主要是通过E3类酶的特异性选择并利用泛素加以标签，从而选择正确的待降解蛋白质。
2.2细胞内蛋白质标记及降解的理论模型
图4 细胞内蛋白质标记及降解的理论模型
上图显示了蛋白质被泛素标记并最终被蛋白酶体降解的整个流程，整个流程分为以下六个步骤：
1、E1类酶激活泛素，该过程需要ATP（三磷酸腺苷）提供一定能量；
2、泛素转移至E2类酶；
3、E3类酶具有特异性，可以识别出需破坏的目标蛋白质，与目标蛋白质接近的E2-泛素复合体将泛
素转移至目标蛋白质；
4、E3类酶释放出被泛素标记的蛋白质；
5、被标记的蛋白质分子尾端形成一小段泛素分子链；
6、泛素分子链在蛋白酶体的端口被识别并脱离蛋白质，目标蛋白质进入蛋白酶复合体的桶状通道最
终降解为缩氨酸并由另一端口释放出去。
3生物体中泛素调节的应用实例及意义
植物体中自花授粉的阻止：大多植物体都是雌雄同体，自花授粉可使基因多样性降低，逐渐会使整个物种灭亡。
植物体利用泛素为媒介的降解抵制自花授粉，该过程的精确机理还不清楚，但一定与E3类酶有关，而且当加入泛素抑制剂后这种抵制作用会降低。
细胞更新的调节：细胞复制过程中发生很多反应，常细胞的有丝分裂、生殖细胞的减数分裂均与泛素调节有关。
一种促进分裂复合物（APC）负责检查分裂异常的细胞，还能帮助细胞分裂过程中染色体的脱离。
另一种蛋白质复合物像绳索一样围绕着染色体对将其结合在一起。
当ATP接到信号后，它标定一种特定的蛋白降解酶抑制剂，该抑制剂被带进蛋白酶体中加以破坏，然后蛋白降解酶被释放出来，破坏染色体对周围的绳索，一旦绳索被剪开，染色体对就得到分离。
减数分裂中不正常的染色体对分离常导致自然流产，而其余21对染色体的不正常分裂可导致唐氏症，大多数的恶性肿瘤也都是由于有丝分裂不正常导致染色体数目不对而产生的。
泛素调节的应用除此之外还有很多，如DNA的修复及癌细胞的消灭等，泛素调节的蛋白质降解在生物体中如此重要，因而对它的开创性研究也就具有了特殊意义。
目前，在世界各地的很多实验室中，科学家不断发现和研究与这一降解过程相关的细胞新功能。
这些研究对进一步揭示生物的奥秘，以及探索一些疾病的发生机理和治疗手段具有重要意义。
在生命科学领域中应用化学方法得到的研究成果获得诺贝尔化学奖已并不令人意外，回顾近几年的诺贝尔化学奖，很多是颁发给在生命科学领域做出杰出成果的化学科学家，如2002年的化学奖颁予了约翰·芬恩（美国）、田中耕一（日本）、库尔特·维特里希（瑞士），他们发明了对生物大分子进行确认和结构分析的质谱分析法；2003年的化学奖颁予了彼得·阿格雷（美国）、罗德里克·麦金农（美国）以表彰他们在细胞膜通道方面做出的开创性贡献。
化学科学与生命科学的融合越来越紧密，科研工作者们也越来越重视跨学科的交流，当不同学科的思维方式和哲学文化思想背景进行碰撞时，总会产生意想不到的结果，化学家用化学及其他学科的思维和方法来研究生命体的问题，正在与生物学家们一道努力解开生命的本质。
21世纪是生命科学的世纪，但化学对生命科学领域的贡献远未达到其应有的水平，所有学科的科学家都应该用自己的智慧和方法去探究生命的本质，加速学科之间整合与发展。
这种融合和整合发展观念，同样也给化学教学带来非常深刻的启迪。
要求我们化学教师除了教授和指导化学科学的基本结构和概念外，还要及时了解本学科的最新进展与成就。
并在教学中加以渗透，以易懂的方式使学生对现代化学和未来有所理解；同时有意识地在教学中加强与相关学科知识的结合，促使学生对科学的整体性、发展性和应用性产生更深刻的认识；激发对科学和化学的兴趣；将所学知识融会贯通，增大知识面并且提高分析和解决问题的能力，培养具有良好科学素养的复合型人才。
