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12种蛋白质翻译后修饰类型!速速了解一下~

2024-10-31 15:03:37
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据说蛋白质翻译后修饰有600多种类型,但最经典的还是泛素化、磷酸化、糖基化、甲基化、乙酰化这几种…今天我们主要整理了12种经典的或新发现的蛋白质翻译后修饰类型,结合图文一起了解一下吧!

一、泛素化(Ubiquitination)

蛋白质翻译后修饰

①作用机制:通过一个三酶级联(E1-E2-E3)反应,将一个或多个泛素分子(Ubiquitin,由76个氨基酸组成的多肽)在一系列特殊的酶作用下,将细胞内的蛋白质分类,从中选出靶蛋白分子,并对靶蛋白进行特异性修饰。

②检测方法:主要通过WB、IP、质谱分析、体外泛素化实验等方法检测泛素化修饰的蛋白水平变化。

③涉及领域:广泛应用于细胞周期和调控、蛋白降解、细胞信号传导等领域。

二、拟素化(Neddylation)

蛋白质翻译后修饰

①作用机制:通过将泛素样蛋白NEDD8共价连接到底物蛋白质上,从而影响底物蛋白的生物学功能。其过程是由NEDD8激酶E1(NAE),NEDD8耦联酶E2和底物特异性NEDD8-E3连接酶催化的三步酶促级联反应。

②检测方法:主要通过质谱分析、液相色谱-质谱联用、WB、Co-IP等方法进行检测。

③涉及领域:主要包括细胞周期的调控、信号传导的调节以及免疫识别等。

三、磷酸化(Phosphorylation)

蛋白质翻译后修饰

①作用机制:由蛋白激酶催化,将ATP或GTPy位的磷酸基转移到底物蛋白质的特定氨基酸位点上(丝氨酸Ser、苏氨酸Thr和酪氨酸Tyr)。在细胞信号转导、调控细胞增殖、发育、分化、凋亡过程中起重要作用。也是调节和控制蛋白质活力和功能的最重要机制。

②检测方法:可以通过WB、ELISA、激酶活性分析、质谱分析、细胞内流式细胞术和ICC/IHC等方法进行检测。

③涉及领域:广泛用于信号转导通路、细胞凋亡、发育分化、癌症机理等领域。

四、糖基化(Glycosylation)

蛋白质翻译后修饰

①作用机制:在酶的控制下,蛋白质或脂质附加上糖类的过程,发生于内质网和高尔基体等部位。在糖基转移酶作用下将糖转移至蛋白质,和蛋白质上的氨基酸残基共价结合。具有增强蛋白质的稳定性和功能性、细胞识别和粘附、参与信号传导等生物学功能。

②检测方法:常用质谱分析、色谱技术、核磁共振和免疫分析等方法进行检测。

③涉及领域:用于生物制品的质量控制,确保药物的一致性和安全性;还可用于发现新的药物靶标和疾病标志物,为药物研发和临床诊断提供重要依据。

五、乙酰化(Acetylation)

蛋白质翻译后修饰

①作用机制:蛋白在乙酰基转移酶或非生物催化剂的催化下,将乙酰基团转移并添加在蛋白N端或蛋白赖氨酸残基上的过程,在调节蛋白质功能方面起着重要的作用。

②检测方法:主要包括液相色谱-串联质谱法、蛋白质组学分析【二维凝胶电泳(2D-PAGE)和蛋白质芯片技术】和化学发光法等技术。

③涉及领域:主要涉及细胞信号传导、基因表达调控和DNA损伤修复等生物学研究领域,以及新药的开发和筛选。

六、甲基化(Methylation)

蛋白质翻译后修饰

①作用机制:在酶的作用下,将甲基转移到蛋白质的某个残基上,通常是赖氨酸或精氨酸,也包括组氨酸、半胱氨酸和天冬酰胺等。精氨酸甲基化可调控RNA加工、基因转录、DNA损伤修复、蛋白质转位及信号转导等过程。

②检测方法:主要包括液相色谱-质谱联用法、高通量测序和荧光定量法等。

③涉及领域:广泛应用于基因表达研究、癌症研究和表观遗传病研究等领域。

七、脂化(Lipidation)

蛋白质翻译后修饰

①作用机制:通过酯键将脂肪酸或其他脂类分子与另一个化合物(如醇、氨基酸等)连接的过程。这个过程可以发生在细胞内或者实验室条件下,并且是许多生物合成途径中的一部分。

②检测方法:通常采用质谱分析、液相色谱-质谱联用、核磁共振波谱等方法进行检测。

③涉及领域:常用于生物制药、生物传感器、分子生物学等研究领域。

八、乳酸化(Lactylation)

蛋白质翻译后修饰

①作用机制:修饰过程中,乳酸基团被添加至赖氨酸尾部,从而改变蛋白质的功能和稳定性。乳酸化修饰与多种生理病理过程相关,包括细胞分化、M1巨噬细胞极化、线粒体膜结构和功能的稳定性,同时参与肺纤维化、肿瘤、心血管疾病和神经系统失调等疾病进展。

②检测方法:主要通过质谱分析、液相色谱-质谱联用技术、免疫印迹、免疫组织化学、免疫共沉淀等进行检测。

③涉及领域:包括糖酵解相关细胞功能、巨细胞极化、血管功能、线粒体、神经系统调控等方面的研究。

九、SUMO化(SUMOylation)

蛋白质翻译后修饰

①作用机制:一种可逆的翻译后修饰,参与转录、DNA修复、染色质重塑、剪接、核糖体组装和许多其他细胞过程。SUMO(小泛素样修饰剂)通过类似于泛素化的过程以单体或聚合物的形式连接。它通过E1、E2和E3酶的顺序作用连接,并且可以被SUMO特异性蛋白酶(sentrin/SUMO-specific proteases,SENP)去除。

②检测方法:通过WB、IP、质谱分析、荧光显微镜等技术进行检测和观察。

③涉及领域:用于细胞信号传导、染色体结构维护、蛋白质降解等方面的研究。

十、ADP-核糖化(ADP-Ribosylation)

蛋白质翻译后修饰

①作用机制:通过添加ADP-核糖基团到目标蛋白的天冬酰胺残基上,调节蛋白质的功能。这种修饰在信号传导、酶活性调节、蛋白质折叠和降解等过程中发挥着重要作用。

②检测方法:主要包括WB、MALDI-MS1、Pull-down、ChIP等实验技术。

③涉及领域:常用于DNA修复、信号转导、病原菌感染等研究领域。

十一、瓜氨酸化(Citrullination)

蛋白质翻译后修饰

①作用机制:通过瓜氨酸脱亚胺酶(PADS)家族将精氨酸残基酶促转化为瓜氨酸。这种修饰主要是由PAD家族介导的,会导致正电荷的丢失,氢键能力和染色质去浓缩的降低。在PAD家族中,PAD4非常重要,因为它可以使组蛋白瓜氨酸化,减少组蛋白与DNA之间的相互作用,并最终促进NETSS的形成。

②检测方法:由于瓜氨酸化作为PTM存在量低,其研究需要高度灵敏的检测技术,主要包括质谱技术、蛋白质微阵列等,且各有优缺点。

③涉及领域:主要集中在早期疾病诊断和监测、CART细胞疗法等研究领域。

十二、苯甲酰化(Benzoylation)

蛋白质翻译后修饰

①作用机制:一种新发现的含有苯环的酰化修饰,主要发生在组蛋白的N末端尾部。苯甲酸钠(SB)可以在哺乳动物细胞中转化为苯甲酰辅酶A,这是赖氨酸苯甲酰化(Kbz)的前体,也是降解细菌和肠道微生物中许多芳香族生长底物的中心中间体。它具有与组蛋白乙酰化不同的生理相关性。

②检测方法:主要通过质谱法、液相色谱-质谱联用法等进行检测。

③涉及领域:可用于药物的合成,如通过苯甲酰化修饰改变药物的性质、提高稳定性等。


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