作者：劉國偉 北京市朝陽區團結湖社區衛生服務中心

除了能夠共價附著在其他蛋白質上外，SUMO也是能夠通過SUMO相互作用動機(SIMs)與蛋白質發生非共價相互作用。這些是短鏈的分支疏水殘基，通常在N或c端有酸性和/或絲氨酸殘基。SUMO靶標中的SIMs可能促進它們的SUMO化，但SUMO-sim相互作用的一個經典功能是作為蛋白質招募或復雜組裝的分子粘合劑。早幼粒細胞白血病(PML)核小體(NBs)的形成就很好地證明了這一點。SIMs對于SUMO靶向泛素連接酶(STUbLs)的作用也至關重要，比如RNF4蛋白，它通過串聯SIMs識別泛素化靶點中的多聚sUMO鏈。由于SUMO4似乎不能與蛋白質結合，因此有人提出通過SIM相互作用對這種SUMO物種的調節作用。
SUMO連接酶和蛋白酶是SUMO附著于靶標的關鍵調控因子。在某種程度上，這可以通過目標選擇，也可以通過特定的細胞定位來實現。例如，在SENP蛋白中，SENP1和SENP2分別在核孔復合體和PMLNBs，SENP3和SENP5與核仁和染色質和線粒體高度相關，SENP6和SENP7部分與染色質相關。此外，與E1和E2似乎對SUMO類似物的區別不佳相反，越來越多的證據表明，在許多情況下，某些連接酶和蛋白酶可能表現出類似物的偏好，因此也在這方面的SUMO化調控。此外，途徑組分的活性可能受到氧化還原變化和不同的經PTMs的調節。值得注意的是，SUMO化和磷酸化的串擾顯著影響SUMO對靶標的附著。如前所述，除了調控特定靶點的SUMO修飾外，一般的SUMO化也受到調控，例如它發生在對不同應激條件的反應中。
在SUMO化領域已經設計了兩個重要的概念：SUMO謎以及蛋白質組sumo化的概念。第一種情況與在任何給定時間只有一小部分目標蛋白池被檢測為sumo化有關，而有證據表明sumo化調節整個目標蛋白池的活性。這可以用修改的短暫性質來解釋，但它仍然對目標產生了永久的影響。一個例外是SUMO1對核孔蛋白RanGAP1的異常穩定的修飾。事實上，在正常情況下，RanGAP1的SuMO化是細胞中游離SuMO1有限的主要原因。第二個概念指的是證據表明，蛋白質不是單獨被sumo化，而是sumo化經常集體發生在一組相互作用的蛋白質上，這個過程也被稱為“SUMO噴霧”。這使得sumo化不同于其他經pms，后者通常針對單個蛋白質具有高選擇性。雖然這已經在DNA修復的背景下進行了研究，但在未來的神經元分化研究中應該考慮它，這個過程需要許多蛋白質復合物的參與，必須精確調控。sumo化途徑。通過特定的SUMO蛋白酶如SENP家族的SUMO前體的c端成熟，使SUMO通過異二聚體SAE1/UBA2(或E1酶)激活SUMO。從E1，SUMO被轉移到偶聯酶UBC9(或E2酶)。在成熟的SUMO的c端和E1和E2酶上的半胱氨酸殘基(C)之間形成了硫酯結合。最后，SUMO被轉移到目標蛋白上的賴氨酸(K)殘基(sumo化)，這是一個反應，通常由SUMO連接酶(或E3酶)促進。SUMO特異性蛋白酶也能夠將SUMO從靶點中去除(去SUMO化)，即被切除的SUMO能夠進入周期sumo化在發育中的作用，已經產生了一些缺乏sumo偶聯機制不同成分的動物模型。許多這些因素已被證明對小鼠胚胎發育是必要的，因為缺乏核心sumo化因子作為UBC9或SUMO2和SUMO蛋白酶為SENP1或SENP2導致胚胎致死。缺陷兩個SENP1和SENP2與胎盤異常相關，而SENP2已被證明對所有三個滋養層的發育至關重要。對于SUMO1，已經生成了不同的小鼠模型，結果也有爭議。SUMO1的缺失最初與腭發育缺陷和胚胎日之間由于不明原因導致的高胚胎死亡率有關。然而，用于產生Sumo1突變體的干細胞細胞系顯示出復雜的遺傳重排，在另一個實驗室中，來自該細胞系的小鼠胚胎顯示出SUMO1的表達和偶聯沒有變化。而SUMO1的缺乏也與心臟缺陷導致的高產前和產后死亡率有關，大多數缺乏SUMO1的小鼠模型是可行的，在生理條件下沒有顯著的表型。缺乏SUMO3的小鼠是可行的，可能是由于補償通過它的關閉和更豐富的模擬物SUMO2，這也可能補償在那些沒有表型的病例中SUMO1的損失。然而，SUMO2的損失并不能通過SUMO3和SUMO1來補償。缺乏E3連接酶PIAS1等其他因子的小鼠或TOPORS顯示出不同程度的圍產期死亡率。管道存活下來的老鼠比野生型同窩幼崽要小，雖然它們沒有明顯的組織學缺陷，但它們對病毒或微生物的挑戰表現出增強的免疫反應。其他的E3連接酶，如PIAS4或PIAS2在胚胎發育過程中似乎是可有可無的，可能是因為來自其他家庭成員的補償。盡管單個Pias4敲除的表型較輕，但同時缺乏PIAS1和PIAS4的胚胎在之前死亡。在視網膜中，PIAS3在發育中的桿狀和錐狀光感受器中選擇性表達，電將PIAs3shRNA穿孔產生具有錐狀形態和分子特征的光感受器，但仍表達桿狀特異性基因，其他因素與SUMOE3連接酶。