ADP核糖化

ADP核糖化（ADP-ribosylation）是一种重要的翻译后修饰，通过将ADP-核糖基团从NAD⁺分子转移到靶蛋白的特定位点上，调控蛋白质的功能、相互作用、定位和稳定性。ADP核糖化在DNA修复、基因表达调控、细胞凋亡和应激反应中发挥关键作用。以下是关于ADP核糖化的详细信息：

1. **基本概念**

   - **ADP-核糖基团**：由一分子ADP和一个核糖分子组成，从NAD⁺（烟酰胺腺嘌呤二核苷酸）中转移。

   - **酶**：由ADP-核糖基转移酶（ADP-ribosyltransferases, ARTs）催化，分为两类：单ADP-核糖基转移酶（mono-ADP-ribosyltransferases, mARTs）和多ADP-核糖基转移酶（poly-ADP-ribosyltransferases, pARTs）。

2. **ADP核糖化过程**

   - **单ADP核糖化（Mono-ADP-ribosylation）**：一个ADP-核糖基团转移到靶蛋白的特定位点（如精氨酸、赖氨酸、天冬氨酸或谷氨酸）。

   - **多ADP核糖化（Poly-ADP-ribosylation）**：多个ADP-核糖基团通过糖苷键相互连接，形成多聚ADP-核糖链，附着在靶蛋白上。

3. **功能与机制**

   - **DNA修复**：PARP（聚ADP-核糖聚合酶）家族中的PARP1在DNA单链断裂修复中起关键作用，识别DNA损伤并通过ADP核糖化招募修复蛋白。

   - **基因表达调控**：ADP核糖化调控转录因子和转录调控因子的活性，影响基因表达。

   - **细胞应激反应**：ADP核糖化在细胞应对氧化应激、热休克等应激条件中起重要作用。

   - **细胞凋亡**：ADP核糖化参与细胞凋亡信号传导，调控凋亡相关蛋白的功能。

4. **研究方法**

   - **Western Blot**：使用ADP-核糖特异性抗体检测ADP核糖化蛋白。

   - **免疫共沉淀（Co-IP）**：研究ADP核糖化蛋白与其他蛋白的相互作用。

   - **质谱分析（Mass Spectrometry）**：鉴定和定量分析ADP核糖化位点和修饰模式。

   - **蛋白质组学**：系统分析细胞或组织中ADP核糖化蛋白质及其动态变化。

5. **临床相关**

   - **癌症**：PARP1在DNA修复中的关键作用使其成为抗癌治疗的靶点，PARP抑制剂（如奥拉帕尼）用于治疗BRCA突变相关的乳腺癌和卵巢癌。

   - **神经退行性疾病**：ADP核糖化在神经元损伤和神经退行性疾病（如帕金森病、阿尔茨海默病）中发挥重要作用。

   - **心血管疾病**：ADP核糖化参与心肌缺血再灌注损伤和心脏病的病理过程。

6. **药物开发**

   - **PARP抑制剂**：靶向PARP酶的抑制剂用于治疗癌症，阻断DNA修复通路，增加癌细胞的凋亡。

   - **小分子干扰剂**：开发特定ADP-核糖基转移酶或去ADP-核糖化酶的抑制剂，调控ADP核糖化状态，用于疾病治疗。

7. **例子**

   - **PARP1**：在DNA损伤应答和修复中起关键作用，通过多聚ADP核糖化修饰招募DNA修复蛋白。

   - **SIRT6**：具有去ADP-核糖化酶活性，调控基因表达和代谢。

参考文献：

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