翻译后修饰是指蛋白质合成后,其氨基酸序列的任何改变。
- 它可能涉及到修改氨基酸侧链,末端氨基或羧基使用共价或酶的意思是蛋白质生物合成之后。
- 一般来说,这些修饰影响蛋白质的结构、稳定性、活性、细胞定位或底物特异性。
- 翻译后修饰为蛋白质组提供了多种功能的复杂性基因数量有限。
位置
翻译后修饰(PTMs)主要发生在细胞内质网,但有时也会发生在细胞内质网高尔基体也
表的内容
翻译后加工
合成完成后,蛋白质可通过磷酸化、糖基化、ADP核基化、羟基化、其他基团加成等多种方法进行修饰。
1.蛋白水解作用
当新合成的蛋白质在内质网的管腔中被释放时,信号肽酶分裂肽序列。除了信号肽外,该蛋白的一些多肽序列也被裂解形成最终的序列。
例子:
胰岛素是在细胞中合成的,处于不活跃状态,不能发挥其功能。翻译后修饰确保了蛋白质的正常功能,这涉及到去除蛋白质的部分,将其转化为三维和完全活跃的形式。
2.磷酸化
磷酸化是指在蛋白质上添加一个或多个磷酸基。翻译后磷酸化是动物细胞中最常见的蛋白质修饰之一。大部分的磷酸化是作为一种调节蛋白质生物活性的机制发生的。在动物细胞中,丝氨酸、酪氨酸和苏氨酸是受磷酸化作用的氨基酸。
3.糖基化
糖基化是碳水化合物分子加到多肽链上并修饰成糖蛋白的过程。许多注定要成为质膜一部分或从细胞中分泌出来的蛋白质,其碳水化合物链与天冬酰胺的酰胺氮(N连接)或丝氨酸、苏氨酸的羟基(O连接)相连。N糖基化发生在ER中,O糖基化发生在高尔基复合体中。
4.硫酸盐化作用
硫酸盐修饰是通过硫酸盐分子的加入而发生的,这些蛋白质的修饰发生在酪氨酸残基上。酪氨酸硫酸盐化是通过酪氨酸基蛋白转移酶(TPST)的活性来完成的,TPST是反式高尔基体网络的膜相关酶。有两个已知的tpst。通用的磷酸盐供体是3 ' -磷酸腺苷- 5 ' -硫酸磷酸(PSPA)。
5.甲基化
单碳甲基转移到氮或氧的氨基酸侧链增加了蛋白质的疏水性,并能中和与羧酸结合时的负氨基酸电荷。甲基化是由甲基转移酶介导的,而s -腺苷蛋氨酸(SAM)是甲基的主供体。
6.羟基化
把羟基加到蛋白质氨基酸上的生物学过程称为羟基化作用。蛋白质羟基化是PTM的一种类型,它涉及到-CH基团转化为-COH基团,这些羟基化的氨基酸参与了一些被称为转录因子的重要因子的调控。在20种氨基酸中,被这种方法调节的两种氨基酸是脯氨酸和赖氨酸。
7.其他人
一)SUMOylation
SUMO (small ubiquitin related modifier, small ubiquitin related modifier)蛋白是100个氨基酸残基蛋白,它与靶蛋白结合的方式与泛素相同。它们还赋予蛋白质的转录调节活性,并帮助目标蛋白从细胞质运输到细胞核。
b)二硫键的形成
稳定蛋白质结构,参与氧化还原过程。
c)脂酰化、乙酰化、戊酰化等。
合成完成后,蛋白质可通过磷酸化、糖基化、ADP核基化、羟基化、其他基团加成等多种方法进行修饰。
意义
蛋白质是由核糖体将mRNA转化为多肽链合成的,多肽链经过修饰形成成熟的蛋白质产物。
蛋白质的翻译后修饰不是基于基因模板的,它可以通过改变蛋白质活性、它们的细胞位置以及与其他蛋白质的动态相互作用来调节蛋白质功能。
PTMs具有重要的生物学功能,包括:
- 帮助适当的蛋白质折叠——少数称为钙联蛋白的凝集素分子与糖基化蛋白质结合并协助其折叠。
- 增加蛋白质的稳定性——糖基化可以通过增加蛋白质的半衰期来改变蛋白质的稳定性。
- 它通过阻断裂解位点来保护蛋白质不被蛋白水解酶裂解。
- 蛋白质分选或易位——如果蛋白质中存在磷酸化甘露糖残基,它总是进入溶酶体。
- 它调节蛋白质的活性和功能——蛋白质的磷酸化是一种可逆的PTM,可以激活蛋白质。
- 乙酰化调节许多不同的功能,包括DNA识别,蛋白质-蛋白质相互作用和蛋白质稳定性。
- 蛋白质的氧化还原依赖PTM作为进化过程中保守的关键信号系统,影响着细胞内稳态的许多方面。
- PTMs是细胞信号传递的重要组成部分,例如当原激素转化为激素时。
- 它显著增加了蛋白质组的多样性和复杂性。
参考文献
- https://nptel.ac.in/courses/102103017/pdf/lecture%2019.pdf
- https://en.wikipedia.org/wiki/Post-translational_modification
- https://www.slideshare.net/RIZWANABBAS3/post-translational-modification-80774583
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