泛素化是膜蛋白进入溶酶体降解的重要信号分子，首先泛素化修饰促进膜蛋白从细胞膜表面内吞回到细胞内。其次，到达内体膜后，泛素化修饰的膜蛋白能够被ESCRT(Endosomal sorting complex required for transport)系统招募并分选到多囊内体(multivesicular endosomes， MVE)的内腔膜泡(intraluminal vesicles，ILV)。多囊内体与溶酶体的进一步融合，使膜蛋白在溶酶体发生降解，从而降低膜蛋白在细胞膜表面和细胞内膜系统的丰度。Aβ前体蛋白（amyloid precursor protein，APP）是与阿尔茨海默症（Alzheimers Disease，AD）的发生密切相关的Ⅰ型跨膜蛋白。APP合成后，经分泌途径转运到细胞膜，其中一部分又经内吞途径转运到内体系统。APP在高尔基体和内体系统经有序水解产生Aβ，同时也可以进入多囊内体和溶酶体进行降解。然而，目前对APP经内吞途径分选到达多囊内体和溶酶体的分子机制尚不清楚。　　为了研究这个问题，我们筛选到一个新的APP调控因子，VHL。首先利用酵母双杂交和免疫共沉淀实验证明了VHL与APP的胞内结构域相互结合。实时动态观察表明荧光蛋白标记的VHL与APP在早期内体和晚期内体-溶酶体系统的膜泡状结构中存在共定位并一起运动。APP缺失突变体与VHL的酵母双杂交和免疫共沉淀实验表明，APP695胞内段的682-692位氨基酸YENPTYKFFEEQ是VHL的识别位点，而VHL的β结构域对识别APP是必需的。突变VHL的β结构域中98位酪氨酸、115位组氨酸和117位色氨酸，导致VHL与APP相互作用减弱。　　VHL介导VCB泛素连接酶复合物(von-Hippel Lindau-Elongins B and C(VCB)-Cul2 complex)与APP相互作用，体内和体外泛素化实验均表明VHL的过表达促进APP泛素化修饰水平升高。VHL介导APP发生经泛素63位赖氨酸(K63)连接的多聚泛素化修饰。APP胞内段651位赖氨酸的点突变明显降低VHL对APP泛素化修饰水平，说明651位赖氨酸是发生泛素化修饰的主要位点。VHL通过内部起始翻译表达19kD的VHL19和30 kD的VHL30两种异构体，其中VHL19与APP结合亲和力较强，相应地其促进APP泛素化程度也较高。膜组分分离实验表明，这与VHL19在膜相关组分中的定位较高有关。　　分析VHL对APP加工的影响，发现VHL的过表达促进APP经溶酶体途径降解。这与VHL主要促进APP发生K63形式连接的泛素化是相符的。在稳定表达APPswe的HEK293细胞中进行VHL的敲低，不但APP显著升高，而且α分泌酶的加工产物sAPPα、CTFα，以及β分泌酶切割的产物CTFβ、Aβ40和Aβ42也都明显升高。在缺失VHL的786-O细胞系中回复表达VHL，APP特别是成熟形式的APP水平显著降低，同时Aβ40的产量也受到抑制。Real-time PCR和分泌酶活性荧光底物法实验结果分别说明VHL对APP加工的影响与APP的mRNA水平和三种分泌酶活性变化无关。　　用超高分辨率激光共焦显微镜进一步分析了VHL缺失对APP转运的影响，结果显示VHL缺失使APP膜泡异常增大。然而VHL的缺失并不影响APP在内体-溶酶体系统的定位，而是阻碍了APP分选到多囊内体的内腔膜泡，因而使得APP在多囊内体限制膜上积累，导致膜泡异常增大。这说明VHL介导的K63连接的泛素化修饰对APP向多囊内体内腔的分选是必需的。因此，将APP胞内段的赖氨酸突变后，APP不再被VHL泛素化修饰，同样出现APP的多囊内体分选缺陷，抑制了APP的溶酶体降解途径。另外，细胞膜表面免疫荧光标记和生物素分离实验的结果表明，VHL缺失导致细胞膜表面成熟形式的APP水平明显增加。同时，抗体内吞实验表明，VHL缺失也影响APP从细胞膜表面的内吞过程。这些结果提示，VHL作为APP的泛素连接酶，对APP进行K63连接的多聚泛素化修饰，促进成熟形式的APP从细胞膜表面内吞，分选到多囊内体内腔，进而发生溶酶体降解，从而起到负调控Aβ产生的作用。