上期我們?yōu)榇蠹曳窒砹?種常見和新型熱門的翻譯后修飾類型,包括磷酸化,泛素化,SUMO化,猶素化,DNA甲基化的修飾機(jī)制和功能,具體內(nèi)容可以看這里:10種熱門蛋白質(zhì)翻譯后修飾機(jī)制和功能全整理(上篇)在這篇文章中,小優(yōu)將繼續(xù)為您介紹其他5種PTM類型。
6、乙;
- 乙;瘷C(jī)制:
乙酰化是將乙酰輔酶 A(Ac-CoA)的乙;鶊F(tuán)轉(zhuǎn)移至蛋白質(zhì)特定氨基酸殘基的過程。
乙;▋煞N類型:
1、N 端乙;河 N 端乙酰轉(zhuǎn)移酶(NATs)催化,乙;鶊F(tuán)結(jié)合于蛋白質(zhì) N 端 α- 氨基,可在翻譯中或翻譯后發(fā)生,多數(shù)真核生物中 80%-90% 的可溶性蛋白會發(fā)生此修飾,反應(yīng)不可逆。
2、賴氨酸乙;河少嚢彼嵋阴^D(zhuǎn)移酶(KATs)催化,乙;鶊F(tuán)結(jié)合于賴氨酸殘基的 ε- 氨基,反應(yīng)可逆,可被賴氨酸去乙;福↘DACs)催化去乙;纬蓜討B(tài)調(diào)控循環(huán)。

- 生物學(xué)功能:
N端乙;唾嚢彼嵋阴;哂胁煌墓δ。
如下圖所示,N端乙;谡{(diào)節(jié)蛋白定位和穩(wěn)定性中發(fā)揮作用。

A:影響蛋白質(zhì)定位。例如Arl3p 蛋白的乙酰化可以調(diào)控其亞細(xì)胞定位。當(dāng)Arl3p 蛋白處于去乙;癄顟B(tài)時,Arl3p 蛋白的 N 端是帶正電的氨基(NH₃⁺),此時它定位在細(xì)胞質(zhì)中;而當(dāng)Arl3p 被乙酰化后,N 端的正電荷被中和(變成 Ac),這一變化讓它從細(xì)胞質(zhì)轉(zhuǎn)移到高爾基體膜上,從而在膜上執(zhí)行小泡運(yùn)輸或膜重塑的功能。
B:調(diào)節(jié)信號肽蛋白亞細(xì)胞定位。帶有 N 端信號肽(藍(lán)色)的蛋白質(zhì)會被 Sec61 通道識別并轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔,隨后信號肽被切除。如果信號肽的 N 端被乙;t色 Ac 標(biāo)記),它就無法被 Sec61 通道識別,蛋白質(zhì)也就不能進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng),只能留在細(xì)胞質(zhì)中。
C:激活類泛素化過程。例如Ubc12(一種 E2 酶)的 N 端是 NH₃⁺,此時它無法與 Dcn1 蛋白結(jié)合。當(dāng) Ubc12 被乙;ˋc 標(biāo)記)后,它能與 Dcn1 結(jié)合并被激活,最終激活類泛素化復(fù)合物。
D:調(diào)控蛋白穩(wěn)定性。例如當(dāng)P2蛋白存在時,乙;腜1蛋白能與P2 蛋白形成穩(wěn)定的復(fù)合物,避免被降解。如果 P1 蛋白處于游離狀態(tài),它的乙;瘯┞兑粋 “N-degron” 降解信號,被 E3 泛素連接酶識別并加上泛素鏈(Ub),最終被 26S 蛋白酶體降解。
組蛋白賴氨酸乙;芍泻唾嚢彼嵴姾,減弱組蛋白與 DNA 的相互作用,使染色質(zhì)松散(形成常染色質(zhì)),促進(jìn)基因轉(zhuǎn)錄激活。
(1)乙;慕M蛋白可通過溴域招募轉(zhuǎn)錄因子和染色質(zhì)重塑復(fù)合物,進(jìn)一步增強(qiáng)轉(zhuǎn)錄調(diào)控的特異性。
(2)去乙;福↘DACs)可逆轉(zhuǎn)該過程,使染色質(zhì)濃縮(形成異染色質(zhì)),抑制基因表達(dá),維持轉(zhuǎn)錄平衡。
(3)代謝調(diào)控:通過修飾代謝酶(如 PDHA1、LCAD)影響糖酵解、脂肪酸氧化等核心代謝通路。
(4)核心生理過程:參與細(xì)胞周期、血管生成、血壓調(diào)節(jié)、激素活性調(diào)控等。
部分相關(guān)產(chǎn)品:
7、乳酸化
- 乳酸化機(jī)制:
乳酸化(lactylation)是乳酸衍生的賴氨酸翻譯后修飾,以乳酰輔酶 A 為核心酰基供體,經(jīng)酶促 / 非酶促途徑共價(jià)修飾蛋白賴氨酸殘基,由 “writer-eraser-reader” 系統(tǒng)動態(tài)調(diào)控,將乳酰基團(tuán)轉(zhuǎn)移到蛋白質(zhì)的氨基酸殘基上。

- 生物學(xué)功能:
如下圖所示,乳酸化主要在增強(qiáng)基因表達(dá),改變蛋白定位,減少蛋白降解等過程中發(fā)揮調(diào)節(jié)的作用。

a:促進(jìn)基因表達(dá)。例如組蛋白(H3、H4)的賴氨酸殘基(如 H3K9、H3K14、H4K5)發(fā)生乳酸化修飾,會松弛染色質(zhì)結(jié)構(gòu),促進(jìn)轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合,從而激活下游基因的轉(zhuǎn)錄。
b:增強(qiáng)酶活性。例如METTL3(m⁶A 甲基轉(zhuǎn)移酶)的賴氨酸殘基(K281、K345)發(fā)生乳酸化修飾,增強(qiáng)其催化活性,促進(jìn)Jak1的mRNA 上 m⁶A 修飾的生成。
c:減少蛋白質(zhì)降解。例如p300 作為 “writer” 酶,催化了 NUSAP1 的 K34 位點(diǎn)發(fā)生乳酸化修飾。被乳酸化修飾的 NUSAP1 無法被蛋白酶體識別,從而避免降解,
d:促進(jìn)蛋白質(zhì) - 蛋白質(zhì)相互作用。例如p300 作為乳酸轉(zhuǎn)移酶(writer 酶),催化 α-MHC 的 K1897 位點(diǎn)發(fā)生乳酸化修飾,增強(qiáng)其與TN(肌聯(lián)蛋白)的結(jié)合,從而穩(wěn)定肌節(jié)蛋白復(fù)合物的組裝。
e:改變蛋白質(zhì)定位。例如HMGB1 的乳酸化修飾會促進(jìn)其從細(xì)胞核轉(zhuǎn)移至細(xì)胞質(zhì),并被包裹進(jìn)外泌體分泌到胞外;
f:促進(jìn)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。例如MOESIN(膜突蛋白)的 K72 位點(diǎn)發(fā)生乳酸化修飾,增強(qiáng)其與 TGF-β 受體 II(TGF-β RII)的結(jié)合,從而促進(jìn) TGF-β 信號通路的激活。
部分相關(guān)產(chǎn)品:
8、巴豆酰化
- 巴豆酰化機(jī)制:
巴豆;琴嚢彼 ε- 氨基共價(jià)結(jié)合巴豆;姆g后修飾,核心由 “寫 - 讀 - 擦” 酶系統(tǒng)動態(tài)調(diào)控,以巴豆酰輔酶 A 為酰基供體。

- 生物學(xué)功能:
參與基因轉(zhuǎn)錄激活、DNA損傷修復(fù)及生殖發(fā)育調(diào)控等生物學(xué)過程 。其動態(tài)平衡由p300/CBP等;D(zhuǎn)移酶與HDAC/Sirtuins家族脫酰酶共同調(diào)控,異常水平與阿爾茨海默病、腫瘤免疫逃逸等病理過程相關(guān)。

部分相關(guān)產(chǎn)品:
| 類別 | 產(chǎn)品 |
| 泛修飾抗體 | Crotonyllysine Rabbit Polyclonal Antibody |
| 位點(diǎn)特異性抗體 | Histone H2B (Crotonyl K11) Recombinant Rabbit mAb (S-R420) |
| Histone H3 (Crotonyl K9) Recombinant Rabbit mAb (S-R409) |
9、琥珀;
- 琥珀酰化機(jī)制:
賴氨酸琥珀;↘succ)是依賴琥珀酰輔酶 A(succinyl-CoA)的動態(tài)翻譯后修飾,通過酶促 / 非酶促途徑實(shí)現(xiàn),由 “寫 - 讀 - 擦” 系統(tǒng)調(diào)控,將琥珀;-CO-CH₂-CH₂-CO₂H)共價(jià)結(jié)合賴氨酸 ε- 氨基上。

- 生物學(xué)功能:
(1)能量代謝調(diào)控:參與線粒體代謝,糖酵解,脂肪酸氧化和尿素循環(huán)等過程;
(2)表觀遺傳與基因表達(dá)調(diào)控:組蛋白琥珀;档 DNA - 組蛋白親和力,松動染色質(zhì)結(jié)構(gòu),促進(jìn)轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合,激活代謝相關(guān)基因表達(dá);
(3)信號傳導(dǎo)與應(yīng)激響應(yīng):調(diào)控P53等信號分子,參與氧化應(yīng)激、炎癥等反應(yīng);

部分相關(guān)產(chǎn)品:
| 類別 | 產(chǎn)品 |
| 泛修飾抗體 | Succinyllysine Rabbit Polyclonal Antibody |
| 泛修飾微珠 | Premium Anti-Succinyllysine agarose Beads |
| Anti-Succinyllysine agarose Beads |
10、糖基化
- 糖基化機(jī)制:
糖基化是在糖基轉(zhuǎn)移酶催化下,將寡糖鏈共價(jià)連接至蛋白質(zhì)特定氨基酸殘基的過程,是最復(fù)雜的 PTM 之一。
糖基化主要包括以下類型:
(1)N - 糖基化:寡糖鏈通過 N - 乙酰葡糖胺(GlcNAc)連接于天冬酰胺(Asn)殘基,始于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(ER),在高爾基體中完成成熟,形成高甘露糖型、雜合型和復(fù)雜型三類糖鏈。
(2)O - 糖基化:寡糖鏈通過氧原子連接于絲氨酸(Ser)/ 蘇氨酸(Thr)殘基,主要發(fā)生于高爾基體,核心類型包括 O-GalNAc 型和 O-GlcNAc 型,后者由 OGT 催化、OGA 去修飾,動態(tài)調(diào)控胞內(nèi)過程。
(3)其他類型:C - 糖基化(連接色氨酸殘基)、糖胺聚糖、糖鞘脂、GPI 錨定修飾(通過糖基磷脂酰肌醇將蛋白質(zhì)錨定細(xì)胞膜)等。

- 生物學(xué)功能:
如下圖所示,糖基化在輔助蛋白折疊,增加細(xì)胞粘附,免疫調(diào)控,細(xì)胞傳導(dǎo)等方面發(fā)揮重要作用。

上左:輔助蛋白質(zhì)折疊。糖基化(尤其是 N - 糖基化)是蛋白質(zhì)在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中正確折疊的 “分子伴侶”。糖鏈可以幫助未折疊的多肽鏈形成正確的三維結(jié)構(gòu),避免錯誤折疊和聚集。
例如,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的鈣連蛋白(Calnexin)和鈣網(wǎng)蛋白(Calreticulin)會識別未折疊蛋白上的糖鏈,輔助其折疊。
上中:增加蛋白的穩(wěn)定性。以 O-GlcNAc 修飾為例,它可以增強(qiáng)蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性,防止其被降解。例如ATM 蛋白被 O-GlcNAc 修飾后,能抵抗蛋白酶的降解,從而維持其在 DNA 損傷應(yīng)答中的功能。
上右:調(diào)控蛋白質(zhì)的液相分離(LLPS)。例如,O-GlcNAc 修飾的 SynGAP 蛋白與 PSD-95 的相分離會被抑制,從而調(diào)控突觸后致密區(qū)的信號傳導(dǎo)。SynGAP 和 PSD-95 這兩種蛋白會通過相分離,形成一個濃縮的 “信號小體”,負(fù)責(zé)調(diào)控突觸的信號傳遞。當(dāng) SynGAP 被 O-GlcNAc 修飾后,它與 PSD-95 的相互作用會被削弱,導(dǎo)致相分離形成的小液滴被 “打散”。
中左:增強(qiáng)細(xì)胞粘附。糖鏈?zhǔn)羌?xì)胞表面的 “黏附天線”,介導(dǎo)細(xì)胞與細(xì)胞、細(xì)胞與基質(zhì)的相互作用。例如整合素(Integrin)和各種糖鏈(如唾液酸 Sia、巖藻糖 Fuc)共同作用,參與細(xì)胞的黏附、遷移和組織形成。
中:參與免疫逃逸。腫瘤細(xì)胞或病原體可以通過改變表面糖基化來逃避免疫系統(tǒng)的識別。
例如,腫瘤細(xì)胞表面的唾液酸修飾會抑制樹突狀細(xì)胞(DC)的成熟,從而逃避免疫監(jiān)視。
中右:參與代謝調(diào)控。O-GlcNAc 修飾是細(xì)胞代謝狀態(tài)的 “傳感器”,可以直接調(diào)控代謝酶的活性。當(dāng)葡萄糖水平升高時,O-GlcNAc 轉(zhuǎn)移酶(OGT)會對己糖激酶(HK)等代謝酶進(jìn)行修飾,從而調(diào)控糖酵解等代謝通路。
下:糖基化對信號通路的調(diào)控。例如Notch 受體的 N - 糖基化會影響其與配體的結(jié)合,從而調(diào)控細(xì)胞分化和發(fā)育。不同的糖基化修飾可以增強(qiáng)或抑制 Notch 信號的傳遞,決定細(xì)胞的命運(yùn);O-GlcNAc 修飾可以直接調(diào)控 JAK 和 STAT 蛋白的活性,影響細(xì)胞增殖和免疫反應(yīng);TGF-β 受體的 N - 糖基化會影響其穩(wěn)定性和信號傳導(dǎo)效率,修飾后的受體可以更有效地招募 Smad 蛋白,調(diào)控細(xì)胞的增殖、分化和凋亡;Wnt 受體的 N - 糖基化會調(diào)控其與配體的結(jié)合,從而影響 β-catenin 的積累和下游基因的表達(dá)。這一過程在胚胎發(fā)育和腫瘤發(fā)生中都起著關(guān)鍵作用。
部分相關(guān)產(chǎn)品:
| 類別 | 產(chǎn)品 |
| 泛修飾抗體 | O-Linked N-Acetylglucosamine Recombinant Rabbit mAb (S-R256) |
| 泛修飾微珠 | Premium Anti-O-GlcNAc agarose Beads |
| Anti-O-GlcNAc agarose Beads |