胆固醇在哺乳动物细胞内有着重要的作用。胆固醇是生物膜的组成部分,能够调节膜的流动性,也对维系脂筏的功能至关重要;胆固醇也是合成甾体激素、胆汁酸等分子的前体;同时胆固醇也可以参与信号转导。在细胞内,胆固醇的合成是一个由多步酶促反应构成的复杂过程,并且受到严格的调控。β-羟基-β-甲基戊二酸单酰辅酶A（HMG-Co A）还原酶（HMGCR）是胆固醇合成过程中负责将HMG-Co A还原为甲羟戊酸的酶,其稳定性受到严格的负反馈调控以维持细胞内胆固醇的动态平衡。胆固醇及其他一些甾醇类分子在细胞内积累会导致HMGCR被泛素化修饰,随后HMGCR会进入蛋白酶体被降解。已知的参与甾醇诱导HMGCR泛素化过程的泛素连接酶有gp78和TRC8,这两个蛋白可以通过结合Insig蛋白对HMGCR进行泛素化修饰。不过有研究表明,在某些细胞内同时敲低gp78和TRC8并不会影响甾醇诱导HMGCR降解,说明还有其他泛素连接酶参与这个过程。本论文发现了一个新的泛素连接酶-RNF145,也参与了甾醇诱导的HMGCR降解过程。RNF145是一个定位在内质网上的多次跨膜蛋白,具有一个RING类型的泛素连接酶催化域,在体外培养的CHO细胞系内将RNF145与gp78共同敲除会显著抑制甾醇诱导的HMGCR降解现象。进一步的机制研究发现,RNF145可以通过其跨膜结构域与Insig结合。通过点突变的方式构建的酶活性缺失的RNF145以及不能与Insig结合的RNF145都失去了降解HMGCR的能力。LDLR（low-density lipoprotein receptor）是LDL（low-density lipoprotein,低密度脂蛋白）的受体,对于调节血浆LDL水平有着重要作用,LDLR功能缺失会导致严重的家族性高胆固醇血症。LDLR在细胞膜表面接收LDL后,会通过内吞途径进入细胞内;之后LDLR与LDL在内体的酸性环境下分离,LDLR被转运回到细胞质膜,LDL则进入溶酶体被降解。关于LDLR在细胞内的转运机制还不甚清楚,本论文发现了了一个泛素连接酶-AL1能够调控LDL/LDLR在细胞内的转运过程。在细胞内敲低AL1能够使包括LDLR基因在内的一些SREBP-2靶基因的表达上调。敲低AL1也能够使LDLR大量积累在内体。进一步的实验发现,敲低AL1能够显著抑制外源LDL对SREBP-2通路的抑制作用。通过免疫共沉淀实验及共聚焦荧光显微镜观察,我们发现AL1可以和LDLR相互作用,并且二者在细胞内存在共定位。研究AL1的定位发现,AL1是一个定位在内质网上的跨膜蛋白,具有一个朝向细胞质面的HECT类型的泛素连接酶催化域。进一步地,我们发现AL1可以介导内质网膜与一些酸性细胞器的膜接触,提示了一种新的内质网生物学功能。