泛素化修饰是一个复杂的过程,主要由泛素活化酶(ubiquitin-activating enzyme, E1)、泛素结合酶(ubiquitin-conjugating enzyme, E2)、泛素连接酶(ubiquitin ligase, E3)介导泛素分子在蛋白质底物上形成泛素链。蛋白质底物可以被单泛素化修饰,也可以被多泛素化修饰。单泛素化修饰主要调控受体介导的内吞作用和组蛋白的修饰[1]。多泛素化修饰由于泛素分子含有的7个赖氨酸残基(K6、K11、K27、K29、K33、K48和K63)和1个N末端甲硫氨酸残基(M1)都可以和另一个泛素分子结合,其又可以分为同型的多聚泛素化修饰(homotypic chains)(图1A)和异型的多聚泛素化修饰(heterotypic chains)(图1B)。这种多聚泛素修饰往往参与蛋白质降解、细胞信号转导等过程[1]。泛素分子还可以被其他翻译后修饰如乙酰化[2]和磷酸化所修饰[3-7](图1C)。这些不同类型的泛素链往往会被一些含结合泛素结构域(ubiquitin binding domains, UBDs)的分子所识别[8],从而参与不同生物学过程的调控。重要的是这些形成的泛素链还可以被去泛素化酶(deubiqutinases, DUB)切除。大约有100多种不同类型的去泛素化酶可以去除底物蛋白质上的泛素或泛素链,并参与调控神经退行性疾病、免疫、炎症和肿瘤等疾病的发生与进展[9]。