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脊髓小脑共济失调三型(SCA3)即马查多-约瑟夫病(MJD),是一种常染色体显性遗传的神经退行性疾病。在各种脊髓小脑共济失调疾病中,SCA3是最常见的亚型.SCA3的主要症状是小脑变性,锥体和外锥体病变,进行性眼外肌麻痹和面部抽搐等。国际报道SCA3病人的平均发病年龄为37.4±14.1岁,国内基因诊断的SCA-3/MJD患者平均发病年龄为33.9±9.5岁。它的发病主要是由于致病基因MJD1产物ataxin-3的C末端发生多聚谷氨酰胺数目的异常扩增引起的.Ataxin-3在人体内广泛存在,与其它多聚谷氨酰胺疾病一样,当polyQ扩增时,蛋白会形成错误折叠。SCA3的显著特征是在脑组织细胞中形成大量泛素化的聚集,这些由多聚谷氨酰胺蛋白异常折叠所引起的聚集常常和分子伴侣,转录因子以及蛋白酶体共定位在一起,这些现象提示SCA3的发病机理可能与改变或损伤上述蛋白功能有关。泛素蛋白酶体通路(UPP)是细胞内重要的降解途径,短寿命蛋白,异常折叠蛋白或者损伤多肽等都通过UPP降解。底物蛋白先是经过泛素激活酶(E1),泛素结合酶(E2),泛素连接酶(E3)等多种酶的多步反应后被标记上泛素链,然后被转运蛋白带到蛋白酶体降解。19S蛋白酶体是催化亚基,是由多个亚单位组成,其中有六个具有ATP酶活性的蛋白。这六个ATP酶具有一定的底物特异性,通过单个的突变可以找到各自不同的特异底物。P45是其中的一个ATP酶,它可以结合Sp1和vitamin D受体并促进后两者的降解。Ataxin-3包含有2个或3个UIM,通过UIM区域可以结合泛素化底物并通过ataxin-3的Josephin domain来行使去泛素酶的功能.Ataxin-3还可以结合HHR23和VCP,它们具有将泛素化底物运送到蛋白酶体的功能,这提示ataxin-3和蛋白酶体有着紧密的联系。另外研究表明ataxin-3是泛素蛋白酶体底物,但是明确的降解机制还不清楚。我们的实验显示ataxin-3与蛋白酶体有直接的联系。在体外和细胞内野生型(正常长度polyQ)和突变(异常扩增polyQ)ataxin-3与19S蛋白酶体上具有ATP酶活性的亚基p45直接结合。细胞内共转染实验表明p45可以调控的ataxin-3的降解,体外降解系统中我们得到同样的结论。这种调控作用可以被蛋白酶体抑制剂MG-132所阻断。在N2a或者HEK293细胞系中,过表达的p45可以显著地促进ataxin-3的降解,而另外两种神经退行性疾病相关蛋白,SOD1和alDhasynuclein却不被p45调控,这说明p45对ataxin-3的调控是特异的。另外p45的ATP酶活性对于它的功能也十分重要,实验表明丧失ATP酶活性的p45不再促进ataxin-3的降解.我们确认了ataxin-3与p45结合的位点在N端,另一组实验则证明p45对ataxin-3的调控作用依赖于ataxin-3的泛素结合区(UIM),但是仅有UIM区又不足以造成p45对它的降解调控。p45与蛋白酶体上其他几个具有ATP酶活性的蛋白同源性很高,我们发现只有p45对ataxin-3具有调节降解的作用,这也说明了此促进降解的作用是特异的。综上我们得出结论:蛋白酶体上具有ATP酶活性的蛋白p45可以特异性的促进ataxin-3通过蛋白酶降解,这种作用是通过与ataxin-3 N端的直接结合并且依赖于UIM功能区域的。这一发现可能为我们更好的了解SCA3的发病机制,寻求治疗SCA3的方法提供一些帮助。