蛋白質(zhì)翻譯后修飾——蛋白泛素化修飾/01020304CONTENTS蛋白質(zhì)翻譯后修飾介紹蛋白質(zhì)泛素化修飾技術(shù)路線總結(jié)展望/1蛋白質(zhì)翻譯后修飾介紹蛋白質(zhì)翻譯后修飾（PTM）是指蛋白質(zhì)在翻譯中或翻譯后經(jīng)歷的一個(gè)共價(jià)加工過(guò)程，即通過(guò)1個(gè)或幾個(gè)氨基酸殘基加上修飾基團(tuán)或通過(guò)蛋白質(zhì)水解剪去基團(tuán)而改變蛋白質(zhì)的性質(zhì)。/蛋白質(zhì)翻譯后修飾（PTM）是指蛋白質(zhì)在翻譯中或翻譯后經(jīng)歷的一個(gè)共價(jià)加工過(guò)程，即通過(guò)1個(gè)或幾個(gè)氨基酸殘基加上修飾基團(tuán)或通過(guò)蛋白質(zhì)水解剪去基團(tuán)而改變蛋白質(zhì)的性質(zhì)。OneGene;Moreproteins./Why

Post‐translational

ModificationOfProteins翻譯后修飾(Post-translationalmodification,PTM)是指對(duì)翻譯后的蛋白質(zhì)進(jìn)行共價(jià)加工的過(guò)程。它通過(guò)在一個(gè)或多個(gè)氨基酸殘基加上修飾基團(tuán)，可以改變蛋白質(zhì)的物理、化學(xué)性質(zhì)，進(jìn)而影響蛋白質(zhì)的空間構(gòu)象和活性狀態(tài)、亞細(xì)胞定位、折疊及其穩(wěn)定性以及蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用。蛋白質(zhì)翻譯后修飾的豐度變化在生命活動(dòng)研究中具有重大意義，異常的翻譯后修飾會(huì)導(dǎo)致多種疾病的發(fā)生。/Types

Post‐translational

ModificationOfProteins從定義的角度，可以如下理解蛋白質(zhì)翻譯后修飾：1.

對(duì)某氨基酸的修飾包括共價(jià)連接簡(jiǎn)單的官能團(tuán)（如乙酰基或磷酸基）和引入一些復(fù)雜結(jié)構(gòu)，如脂類(lèi)和糖類(lèi)。

2.將已經(jīng)結(jié)束翻譯的轉(zhuǎn)錄本產(chǎn)物切割成成熟的形式，如信號(hào)肽或活性肽的加工等。

3.

氨基酸的交聯(lián)，如絲氨酸和酪氨酸。可以說(shuō)，蛋白質(zhì)組中任一蛋白質(zhì)都能在翻譯時(shí)或翻譯后進(jìn)行修飾，不同類(lèi)型的修飾都會(huì)影響蛋白質(zhì)的電荷狀態(tài)、疏水性、構(gòu)象和（或）穩(wěn)定性，終影響其功能。諸多實(shí)例表明蛋白質(zhì)的修飾都采取一種可逆模式‐“開(kāi)”或“關(guān)”的狀態(tài)進(jìn)行，或者調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)的功能，或者作為真實(shí)的分子開(kāi)關(guān)。目前已發(fā)現(xiàn)300多種不同的翻譯后修飾，主要形式包括“磷酸化、糖基化、乙酰化、泛素化、羧基化、核糖基化以及二硫鍵的配對(duì)“等。/Types

Post‐translational

ModificationOfProteinsUbiquitinationPTMsphosphorylationMethylationSulfationHydroxylationNitrationPalmitoylationubiquitinationAcetylationAmidationSumoylationFormylationGlycosylation/2蛋白質(zhì)泛素化修飾一直以來(lái),人們都忽視了蛋白質(zhì)水解酶參與的細(xì)胞功能的調(diào)控。泛素和與其相關(guān)的蛋白水解酶的發(fā)現(xiàn),給整個(gè)科學(xué)界帶來(lái)了巨大的影響。/Ubiquitination泛素化泛素泛素廣泛存在于真核生物中，是由76個(gè)氨基酸組成的多肽，高度保守。（不容易發(fā)生突變，它在不同的物種中的序列是高度一致的，因?yàn)槿绻@些序列發(fā)生突變的話(huà)，功能就會(huì)受到影響，生命體就不能存活或者被自然選擇就淘汰掉了，所以它在生物的進(jìn)化過(guò)程中是很穩(wěn)定的。比如人類(lèi)和酵母的泛素只存在三個(gè)殘基的區(qū)別。）泛素化修飾是指泛素分子在一系列特殊的酶作用下，將細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)分類(lèi)，從中選出靶蛋白分子，并對(duì)靶蛋白進(jìn)行特異性修飾的過(guò)程。這些特殊的酶包括泛素激活酶，結(jié)合酶、連結(jié)酶和降解酶等。泛素化在蛋白質(zhì)的定位、代謝、功能、調(diào)節(jié)和降解中都起著十分重要的作用。同時(shí)，它也參與了細(xì)胞周期、增殖、凋亡、分化、轉(zhuǎn)移、基因表達(dá)、轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)、信號(hào)傳遞、損傷修復(fù)、炎癥免疫等幾乎一切生命活動(dòng)的調(diào)控。泛素化與腫瘤、心血管等疾病的發(fā)病密切相關(guān)。因此，作為近年來(lái)生物化學(xué)研究的一個(gè)重大成果，它已然成為研究、開(kāi)發(fā)新藥物的新靶點(diǎn)。/Ubiquitination首先在ATP(紅色所示)供能的情況下酶E1(蛋白質(zhì)編號(hào)1r4n)粘附在泛素分子尾部(淡黃色所示)的Cys殘基上(綠色所示,注意在這個(gè)結(jié)構(gòu)中,Cys突變?yōu)锳la)激活泛素,接著,E1將激活的泛素分子轉(zhuǎn)移到E2酶上(蛋白質(zhì)編號(hào)1fxt),隨后,E2酶和一些種類(lèi)不同的E3酶共同識(shí)別靶蛋白,對(duì)其進(jìn)行泛素化修飾。根據(jù)E3與靶蛋白的相對(duì)比例可以將靶蛋白單泛素化修飾和多聚泛素化修飾。E3酶(蛋白質(zhì)編號(hào)1ldk和1fqv)的外形就像一個(gè)夾子,靶蛋白連接在中間的空隙