翻译后修饰

1. **简介**  

翻译后修饰（post-translational modification, PTM）是指蛋白质合成后，通过化学修饰改变其性质、功能和定位的过程。这些修饰通常在蛋白质翻译完成后立即或在特定的细胞信号下发生，广泛存在于真核生物和原核生物中。

2. **常见类型**  

常见的翻译后修饰包括：

    1. **磷酸化**（phosphorylation）：在丝氨酸（Ser）、苏氨酸（Thr）或酪氨酸（Tyr）残基上添加磷酸基团。磷酸化通常由激酶催化，并由磷酸酶逆转，广泛参与信号传导、代谢调控和细胞周期控制。

    2. **乙酰化**（acetylation）：在赖氨酸（Lys）残基上添加乙酰基（acetyl group）。乙酰化可影响蛋白质的结构和功能，如组蛋白乙酰化在基因表达调控中发挥重要作用。

    3. **泛素化**（ubiquitination）：在赖氨酸残基上连接泛素（ubiquitin）分子。泛素化标记蛋白质进行降解或调节蛋白质功能。

    4. **糖基化**（glycosylation）：在天冬酰胺（Asn）或丝氨酸/苏氨酸残基上添加糖链。糖基化在蛋白质折叠、稳定性和细胞间相互作用中起重要作用。

    5. **甲基化**（methylation）：在赖氨酸或精氨酸（Arg）残基上添加甲基基团。甲基化通常参与基因表达调控和信号传导。

    6. **脂质化**（lipidation）：将脂质基团（如棕榈酰基或异戊二烯基）添加到蛋白质上。脂质化有助于蛋白质在膜上的锚定和功能定位。

    7. **蛋白质切割**（proteolysis）：特定蛋白酶切割蛋白质链以激活或失活蛋白质功能。常见的例子包括胰岛素的成熟和某些酶原的激活。

3. **功能**  

翻译后修饰通过多种方式调节蛋白质功能：

    1. **调节酶活性**：修饰可以激活或抑制酶的催化功能。例如，磷酸化通常通过改变酶的构象来调节其活性。

    2. **调控蛋白质-蛋白质相互作用**：修饰可以改变蛋白质表面特性，影响其与其他蛋白质的结合。例如，泛素化标记蛋白质进行降解，调控细胞内蛋白质水平。

    3. **影响蛋白质定位**：修饰可以决定蛋白质在细胞内的分布。例如，脂质化使蛋白质锚定在细胞膜上。

    4. **控制蛋白质稳定性**：修饰可以标记蛋白质进行降解或保护其免受降解。例如，泛素化标记的蛋白质通常被蛋白酶体降解。

4. **研究方法**  

研究翻译后修饰的方法包括：

    1. **质谱分析**（mass spectrometry, MS）：高灵敏度检测和鉴定蛋白质修饰位点。

    2. **磷酸化特异性抗体**（phospho-specific antibodies）：用于检测特定磷酸化位点的状态，常用于Western blot和免疫荧光。

    3. **蛋白质芯片**（protein microarrays）：高通量分析蛋白质修饰和相互作用。

    4. **生物信息学工具**（bioinformatics tools）：预测潜在的修饰位点和功能。

5. **参考文献**  

    1. Walsh, C. T., Garneau-Tsodikova, S., & Gatto Jr, G. J. (2005). Protein posttranslational modifications: the chemistry of proteome diversifications. Angewandte Chemie International Edition, 44(45), 7342-7372.

    2. Jensen, O. N. (2006). Interpreting the protein language using proteomics. Nature Reviews Molecular Cell Biology, 7(6), 391-403.

    3. Deribe, Y. L., Pawson, T., & Dikic, I. (2010). Post-translational modifications in signal integration. Nature Structural & Molecular Biology, 17(6), 666-672.

    4. Seo, J., & Lee, K. J. (2004). Post-translational modifications and their biological functions: proteomic analysis and systematic approaches. Journal of Biochemistry and Molecular Biology, 37(1), 35-44.

    5. Mann, M., & Jensen, O. N. (2003). Proteomic analysis of post-translational modifications. Nature Biotechnology, 21(3), 255-261.