年1月15日，加利福尼亚大学的MarkEstelle研究组在知名期刊NaturePlants上发表了题为“CUL3E3ligasesinplantdevelopmentandenvironmentalresponse”的综述文章，围绕CUL3为核心的CRL3类型E3的分类和功能研究做了系统性的阐述。
CRL复合体以cullin亚基为桥梁，其C端招募RBX1（RING-FINGERPROTEINRINGBOXPROTEIN1）和E2蛋白，N端结合识别底物的受体蛋白。根据cullin亚基和受体蛋白的种类，CRLs类E3复合体又分为CUL1，CUL3，CUL4和APC2四类（图1）。这些丰富的E3蛋白在植物中发挥特异的生物路径，共同调控植物的生长发育。
图1植物中CRLs类E3复合体的亚基组成在已有CRLs的功能报道中，CUL1类型E3（SCF复合体）的研究最为深入，近些年来，CUL3类型的E3蛋白（CRL3s）功能研究也更加广泛。CRL3s在线虫和人类中最先发现，与CUL1的结构类似，CRL3s复合体由CUL3蛋白，RBX1和底物蛋白受体BTB/POZ共同组成。拟南芥中，CUL3有两个功能冗余的成员，即CUL3a和CUL3b，两个基因同时突变时造成胚胎致死。RBX1是RING-H2类型的蛋白，能够识别和招募E2泛素结合酶，使其转运泛素分子给底物蛋白。拟南芥有两个同源性较高的RBX1蛋白，其中RBX1a几乎在所有组织里面表达，rbx1敲低材料的生长发育严重缺陷，而且RBX1a与CUL1，CUL3和CUL4都能互作，说明RBX1a是CRLs类E3的核心原件，是拟南芥正常生长发育所必须的蛋白。BTB/POZ蛋白亚基具有保守的BTB/POZ结构域，该结构与CUL3互作形成CRLs复合体。BTB结构域之外存在丰富的蛋白互作结构域（ankyrin，TPR和MATH等），这些结构域能够特异识别靶标蛋白并将其泛素化修饰。拟南芥和水稻中分别有80和90个BTB结构域蛋白，说明其能够组装多种CRL3s类型E3复合体，参与多种靶标蛋白的泛素化修饰过程，因此BTB/POZ亚基也决定了CRL3s复合体的多样性。
根据BTB/POZ蛋白的互作结构域种类，作者分别进行了功能和结构的归纳总结。拟南芥有6个BTB/POZ–MATH蛋白（BPM1–BPM6），通过对不同物种的同源蛋白分析，发现MATH–BTB成员在禾本科植物中发生了扩增，其个数从拟南芥中的6个扩增到玉米和水稻的31和68个。禾本科植物中特异扩增的BTB/POZ–MATH蛋白在玉米或水稻中表型出表达量较低或者高度组织特异性的特点。植物中还有一类特异的BTB/POZ蛋白BTB–NPH3，也叫NPH3/RPT2-like(NRLs)，其蛋白C端具有NPH3(NON-PHOTOTROPHICHYPOCOTYL3)结构域，有些成员则包含卷曲螺旋结构域。拟南芥中有31个NRL成员，其中部分成员参与到向光性，根的向重性，叶绿体积累和生长素介导的植物发育过程。BTB–ankyrin类蛋白在植物和动物中都存在，拟南芥中有6个BTB–ankyrin成员，包括NPR1/2/3/4和BOP1/2，前者参与到植物免疫反应，后者则调控叶片和花发育。BTB–TPR蛋白仅存在于植物中，拟南芥的三个成员ETO1和EOL1/2参与乙烯的合成。植物还存在一类特有的光响应BTB蛋白LRBs，其C端具有BACK（BTBandC-terminalKelch)结构域，拟南芥中LRB1和LRB2在开花和光形态建成作用中发挥重要作用。其它类型的BTB/POZ类型蛋白还包括BTB–TAZ，BTB–Armadillo等成员，它们均参与到特定的底物蛋白泛素化修饰过程，调控植物的生长发育。
进一步地，作者围绕CRL3s类型的E3蛋白亚基和复合体的成员进行了功能研究的总结，揭示了CUL3类E3广泛参与植物胚胎发生，激素合成和信号转导，光信号转导，植物免疫反应和生化代谢路径等多个生物学过程。此外，作者对影响CRL3s类E3蛋白酶活性的因素也进行了探讨，举例说明了在正常环境以及者生物或者非生物逆境下的活性调节作用（图2），揭示了CRL3s类E3精细地调控植物的生长发育和环境响应过程，为后续深入研究CRL3s的功能奠定了基础。
图2调控CRL3活性的案例原文链接: