当前课程知识点：分子生物学 > 第六章 翻译及翻译后修饰 > 6.5 蛋白质的翻译后修饰 > 6.5 蛋白质的翻译后修饰
第五个问题是关于蛋白质翻译后修饰
常见的蛋白质翻译后修饰有哪些？
蛋白质翻译后修饰是指
蛋白质在翻译中或翻译后经历加工
而改变蛋白质的物理及化学性质
如折叠 构象 稳定性及活性等
从而影响或改变蛋白质的功能
此外 修饰基团本身也可能具有某些功能
因此 蛋白质的翻译后修饰
在生物体生命活动中具有十分重要的作用
它使蛋白质的结构更为复杂
功能更为完善 调节更为精细
从而赋予了生命过程更多的复杂性
广义上说
蛋白质翻译后修饰包括非共价和共价修饰
以及蛋白质水解
很多蛋白质非共价和共价修饰都是可逆的
而蛋白质水解则是不可逆的
蛋白质非共价修饰包括蛋白-蛋白相互作用
形成蛋白复合物等
而蛋白质共价修饰则涉及
在组成蛋白质的氨基酸的侧链上
共价结合小分子化学基团
主要形式包括磷酸化 泛素化 类泛素化
糖基化 乙酰化 甲基化 棕榈酸化等
这个表中列举了
发生主要形式共价修饰的氨基酸残基
丝氨酸 苏氨酸和络氨酸可以发生磷酸化修饰
赖氨酸可以发生甲基或者乙酰化修饰
半胱氨酸可以发生棕榈酸修饰
丝氨酸 苏氨酸可以发生糖基化修饰
赖氨酸还可以发生泛素化修饰等等
下面 我们主要学习这几种常见的蛋白翻译后修饰
首先 我们来学习蛋白质磷酸化
磷酸化修饰影响了细胞中 超过1/3的蛋白质的功能
是最广泛并且最常见的蛋白质翻译后修饰
在蛋白激酶的作用下
将一个ATP或GTP上γ位的磷酸基
转移到底物蛋白质的
丝氨酸 苏氨酸 络氨酸残基的侧链羟基
或者组氨酸 精氨酸 赖氨酸的侧链氨基
少数磷酸化修饰也发生在
天冬氨酸和谷氨酸的侧链羧基
或半胱氨酸的侧链巯基
因此 可将磷酸化蛋白质分为O-磷酸化
N-磷酸化 酰基磷酸化和S-磷酸化四类
磷酸化可以作为分子开关
激活蛋白或者使蛋白失活
具体的效应取决于特定被修饰的蛋白
蛋白质磷酸化参与几乎所有的生物过程
是细胞信号转导的核心机制
还参与线粒体功能 细胞骨架调控
细胞膜蛋白功能 转录调控等过程
调控细胞的生长 分裂 迁移
分泌 死亡 代谢等生物过程
还和很多疾病都有密切联系
泛素是一类分子量约为 8 kDa 的多肽
由 76 个氨基酸组成
可以通过其C 末端的甘氨酸连接到
靶蛋白赖氨酸的侧链氨基（-NH2）上
蛋白发生但泛素化修饰后
泛素可以继续形成泛素聚合物
26S 蛋白酶体识别发生了多聚泛素化的蛋白
从而催化泛素化蛋白的降解和泛素的再循环
因此 蛋白质发生泛素化修饰后
其命运通常是被降解
是下调蛋白表达的主要机制
在真核生物中
理论上所有蛋白都可能通过泛素化被降解
因此泛素化也几乎参与调控
真核生物所有的生物过程
蛋白质的糖基化修饰是最为复杂的翻译后修饰
是在肽链生物合成的同时或合成后在酶的催化下
糖链被接到肽链上特定糖基化位点的过程
对蛋白质的折叠 构象形成
分布 稳定性和活性都有重要影响
不同的单糖可以通过不同的链接形式
和顺序构成不同的糖链分子
糖蛋白的糖链分子
通常是由多个单糖组成的复和糖
糖基化多见于细胞表面蛋白和分泌蛋白
对于蛋白大分子的识别非常重要
细胞内蛋白质的糖基化反应可以分为两种
一种发生于内质网
由酶催化在天冬氨酸的侧链氨基
或丝氨酸/苏氨酸的侧链羟基
连接寡糖形式的碳水化合物
天冬氨酸介导的连接称为N-连接
丝氨酸/苏氨酸介导的连接称为O-连接
另一种糖基化反应是非酶催化的糖基化反应
由葡萄糖 6 -磷酸葡萄糖 果糖等
醛糖的醛基与蛋白质分子中氨基酸
通常为赖氨酸的NH2基缩合形成Shiffs碱
并进一步经分子重排形成更稳定的糖化产物
蛋白质乙酰化是一种重要的蛋白质翻译后修饰
是乙酰基供体（如乙酰辅酶 A）
通过酶学或非酶学的方式
将乙酰基团共价结合到蛋白质中赖氨酸残基上的过程
最广为熟知的蛋白质乙酰化的功能是组蛋白修饰
乙酰化广泛地发生在各种组蛋白上
是基因表达表观调控的重要机制
组蛋白上发生的乙酰化修饰的数量和发挥的功能
不逊于细胞信号转导中的蛋白磷酸化
修饰的数量和发挥的功能
蛋白质的甲基化修饰由蛋白质甲基转移酶
催化甲基连接到蛋白质的赖氨酸或者精氨酸侧链上
最为熟知的也是组蛋白的甲基化修饰
主要参与基因表达的表观调控
近年来越来越多的研究发现
甲基化修饰也发生在非组蛋白上
在细胞信号转导过程中起重要作用
许多新生蛋白质信号肽的切除
或者无活性酶前体即酶原的激活
都需要通过特定氨基酸位点的水解来完成
这在抗原加工 细胞凋亡 细胞表面蛋白的释放
和细胞信号传导中起到重要作用
由于蛋白质的肽键在生理条件下非常稳定
蛋白质的水解需要蛋白酶的催化
这样情况下的蛋白酶就是蛋白功能的分子开关
因此 蛋白酶的活性
将在时间和空间上受到严格的调控
以避免发生不受控的蛋白水解
蛋白酶家族可以按发挥作用的部位来分类
例如氨肽酶和羧肽酶
分别在蛋白质的氨基端或羧基端进行切割
此外 还可以按活性位点来分类
例如 超过 90% 的已知蛋白酶
都可以分为以下四类
丝氨酸蛋白酶 半胱氨酸蛋白酶
天冬氨酸蛋白酶 锌金属蛋白酶
蛋白质的翻译后修饰就介绍到这里 我们下节课再见
-1.1 a brief history of molecular biology
--分子生物学的历史
-2.1 生物大分子
-2.2 生物大分子复合物
-第二章单元测试
-3.1 核酸的结构
-3.2 核酸的理化性质
-3.3 染色体的结构
-3.4 基因，基因组及人类基因组的特点
-第三单元测试
-4.1 the discovery of genetic material
--4.1 遗传物质的发现the discovery of genetic material
-4.2 半保留复制的过程和特点
-4.3 几种特殊的复制形式
-4.4 随机复制对半保留复制的补充
-第四章单元测试
-5.1 转录的起始及RNA聚合酶
-5.2 启动子的特点及转录因子
-5.3 转录的延伸和终止
-5.4 转录后的加工
-第五章单元测试
-6.1 遗传密码子的破解和密码子的“简并性”
-6.2 tRNA的结构特点
-6.3 核糖体的结构特点
-6.4 蛋白质的翻译过程
-6.5 蛋白质的翻译后修饰
-6.6 mRNA在细胞内的非随机分布与翻译
-第六章单元测试
-7.1 氨基酸与蛋白质
-7.2 蛋白质的四级结构
--蛋白质的四级结构
-7.3 蛋白质的理化性质
--蛋白质的理化性质
-7.4 蛋白质的结构域，蛋白质家族及种系进化分析
-第七章单元测试
-8.1 操纵子模式及原核基因表达的调控
-8.2 真核基因表达转录和转录后水平的调控
-第八章单元测试
-9.1 突变概述
--9.1 突变概述
-9.2 突变的后果及修复
-9.3 人工突变，表型筛选及育种
--9.3 诱突育种
-第九章单元测试
-10.1 DNA指纹与个体识别
-10.2 基因编辑与伦理
-第十章单元测试
