SUMO化修飾與一些重要疾病相關(guān)聯(lián)。SUMO 化能影響淀粉樣前體蛋白產(chǎn)生淀粉樣β肽(A β),其機制尚不清楚。過(guò)表達SUMO23,誘導SUMO化 蛋白增加可抑制?β的產(chǎn)生,過(guò)表達SUMO232K11R (其參與形成多SUMO鏈的賴(lài)氨酸殘基敲除)則可 產(chǎn)生相反的效應,說(shuō)明單SUMO化可增強?β的形成,而多SUMO化則抑制?β的形成。多聚谷氨酸(polyQ)重復擴增可引起何杰金氏病(HD)、脊髓小腦共濟失調、Machado2Joseph病和 延髓脊髓性肌萎縮等神經(jīng)退行性疾病。研究顯示,患這些疾病的患者受損腦區神經(jīng)元SUMO21染色增強,說(shuō)明SUMO化修飾也參與調節polyQ的重復擴增。應用HD果蠅模型證明Huntingtin(Htt)的polyQ區的一個(gè)片段,既可被SUMO化,又可被泛素化。泛素化可消除神經(jīng)退行性變,然而SUMO化則可加劇神經(jīng)退行性變。SUMO化的Htt穩定,不易聚集,具有較強的抑制轉錄能力。SUMO化促進(jìn)可溶性毒性Htt寡聚體的聚集,通過(guò)抑制轉錄而 介導神經(jīng)退行性變。