蛋白质的棕榈酰化修饰

棕榈酰化修饰是蛋白质翻译后脂质修饰的重要形式,是调控蛋白质的转运、稳定、定位和功能的重要机制,同时,棕榈酰化修饰还参与多种细胞生物学进程,与许多疾病的发生发展密切相关。本文主要就蛋白质棕榈酰化及其修饰酶与蛋白质功能、相关疾病的关系做一综述。     

蛋白质棕榈酰化修饰及其研究方法

蛋白质棕榈酰化是蛋白质翻译后脂质共价修饰的一种重要形式,对象主要是胞质蛋白质,对蛋白质功能产生多重影响。近年来由于相关新技术引入,对蛋白质棕榈酰化主要修饰酶及其对靶蛋白功能调节方面的研究已渐成为新热点。本文主要对近几年来蛋白质棕榈酰化修饰及其研究方法作了综述。     

植物细胞中蛋白脂酰化修饰的生物学功能

蛋白脂肪酰化修饰是蛋白翻译修饰的重要形式,在细胞信号转导、生长发育和代谢等过程中发挥着重要的作用。N-肉豆蔻酰化和S-酰化是脂肪酰化修饰的两种主要形式,长链的脂肪酸被共价结合到蛋白质上,使蛋白结构发生变化,从而影响细胞的一系列生理作用。近年来,相比于真菌和动物细胞中蛋白脂肪酰化修饰的功能研究而言,植物蛋白质脂酰化修饰及其生物学功能的研究相对较少,且两者并不完全相同,引起了研究人员的广泛关注。研究发现,植物蛋白质N-肉豆蔻酰化和S-酰化修饰过程中分别需要相对应的豆蔻酰基转移酶和S-酰基转移酶来催化,通过对两种转移酶缺失的突变体的研究发现,这两种酰基转移酶的活性与植物种子萌发、花期长短及表型正常化有关;N-肉豆蔻酰化和S-酰化蛋白通过疏水性的酰基键插入膜上相应的位置,进行膜锚定;参与调控植物生长、信号转导及免疫应答等过程。综述了近年来N-肉豆蔻酰化和S-酰化在植物细胞生物学功能中的研究进展,并对植物G蛋白偶联受体(GPCRs)脂质修饰在感知细菌信号分子N-酰基高丝氨酸内脂(AHLs)过程中的作用进行了讨论,旨在为采用遗传干预技术提高农作物生产、优质及抗逆提供理论指导。     

蛋白质亚磺酰化修饰及其在生理和病理过程中的作用

细胞正常生理或病理过程中均伴随着活性氧(ROS)和活性氮(RNS)的产生，引起蛋白质半胱氨酸发生氧化翻译后修饰。亚磺酰化是氧化翻译后修饰中的一种，指ROS将蛋白质的巯基氧化成亚磺酰基(R-SOH)的过程，广泛存在于多种物种中。亚磺酰化修饰蛋白质的捕获、富集和修饰位点的确定目前仍极具挑战性。半胱氨酸亚磺酰化的检测方法主要包括基于转录因子Yap1和基于小分子化合物dimedone或bicyclo[6.1.0]nonyne的分子探针。在此基础上，研究人员通过偶联生物素等标签分子又设计出了更多便于富集亚磺酰化蛋白质的衍生物探针。将亚磺酰化蛋白质捕获和富集后，与LC-MS/MS等质谱分析技术联用，则可确定发生亚磺酰化修饰的半胱氨酸位点。近几年的研究表明，细胞信号通路中的许多蛋白质或酶都会发生亚磺酰化修饰，调控蛋白质功能、稳定性或催化活性，从而引起下游信号通路或代谢过程的变化，进而影响机体生理或病理状态。随着对蛋白质亚磺酰化修饰的深入研究，越来越多疾病的发生发展新机制被发现，靶向该修饰有望为疾病治疗提供新的策略。本文从蛋白质氧化修饰的过程和亚磺酰化修饰检测的方法入手进行阐述，总结了近几年亚磺酰化修...     

蛋白质赖氨酸残基的琥珀酰化修饰

蛋白质的琥珀酰化修饰是一种普遍存在于真核生物和原核生物中的翻译后修饰。修饰的蛋白质遍及细胞膜、细胞质基质、各种细胞器及细胞核等细胞的各个部分,它们参与了细胞内包括糖代谢、三羧酸循环和脂肪酸代谢等各种代谢反应,与生命体的活动息息相关。本文综述了琥珀酰化蛋白质活性变化、修饰位点周围氨基酸的特异性及空间结构的分析、亚细胞分布情况、琥珀酰化与乙酰化之间的相互作用及碳源和生长阶段对蛋白质琥珀酰化水平的影响等内容,以期为后续蛋白质的琥珀酰化科研提供一定的参考。     

植物蛋白质翻译后修饰组学研究进展

蛋白质翻译后修饰(Protein post-translational modification,PTMs)是一种重要的细胞调控机制,通过在蛋白质的氨基酸侧链上共价结合一些化学小分子基团来调节蛋白质的活性、结构、定位和蛋白质间的互作关系,从而精细调控蛋白质生物学功能的动态变化。PTMs是植物对环境变化最快、最早的反应之一,是植物蛋白质组多样性的关键机制,在植物生长发育和对环境适应中起重要作用。主要介绍了近年来植物磷酸化、乙酰化、琥珀酰化、糖基化、泛素化、巴豆酰化、S-亚硝基化及2-羟基异丁酰化等PTMs研究进展,旨为认识植物PTMs的关键生物学功能和研究前景提供参考。     

非组蛋白巴豆酰化修饰的生物学功能研究进展

赖氨酸巴豆酰化是一种新近发现的蛋白质翻译后修饰类型,在基因表达、细胞代谢及疾病治疗等许多病理生理过程中都具有重要的调节意义,可能是潜在的药物新靶标。目前研究多关注于组蛋白巴豆酰化修饰,而非组蛋白巴豆酰化修饰的研究逐渐被重视。本文简要介绍非组蛋白巴豆酰化修饰的生物学功能及其在疾病中的作用,将有助于了解非组蛋白巴豆酰化修饰的功能和机制。     

棕榈酰化修饰对G蛋白偶联受体功能的调节作用

G蛋白偶联受体(G-protein-coupled receptors,GPCRs)作为跨膜蛋白,其结构和功能同时受相互作用的蛋白质和脂质分子调控.S-棕榈酰化(S-palmitoylation)能够影响GPCRs与信号蛋白及膜脂分子的相互作用,在GPCRs相关的多项生理进程中发挥重要调节作用.棕榈酸与GPCRs的半胱氨酸间形成不稳定的硫酯键,其修饰动力学过程受棕榈酰转移酶(protein acly transferases,PATs)与硫酯酶(thioesterases)之间的可逆性双重调控,与受体活性及生理状态密切相关.棕榈酰化修饰多发生在GPCRs的C末端,通过棕榈酸侧链插入到质膜内侧而形成第4和/或第5个胞内环,从而影响GPCRs的构象,促进其正确折叠与成熟,并对GPCRs胞内转运、分选、下游信号转导、失敏、内化、寡聚化等活动产生影响.此外,棕榈酰化还与磷酸化、泛素化及亚硝基化等多种翻译后修饰机制相互作用,共同参与调节GPCRs的功能.GPCRs的棕榈酰化修饰酶学机制以及GPCRs蛋白复合体棕榈酰化修饰胞内动力学过程将是未来的研究热点.     

综述与专论：运动与蛋白质酰化修饰的研究进展

除蛋白质乙酰化修饰外，近年来不同类型的酰化修饰被陆续发现。组蛋白赖氨酸的酰化修饰，影响转录作用于表观调节；非组蛋白的酰化修饰，广泛参与细胞分子生物学调控。研究表明，运动一方面调节物质代谢，改变体内代谢小分子水平，为酰化修饰提供丰富的供体；另一方面，运动时剧烈的氧化还原反应和激酶活性的变化，还能改变去酰化酶如sirtuins家族的表达与活性，调控酰化/去酰化修饰的动态平衡，影响生理和病理过程。运动对蛋白质酰化修饰的调节是运动改善代谢、促进健康和防治慢病的新机制。     

组蛋白赖氨酸酰化新修饰研究进展

蛋白质的翻译后修饰是细胞生命活动的基本形式之一,对蛋白质生物功能的发挥具有极为重要的影响,包括细胞的生长、分化、代谢等生命过程。赖氨酸酰化修饰是重要研究内容之一,其广泛参与细胞分化、细胞代谢等重要生理活动,成为生命科学领域研究热点。随着生物质谱的扫描速度、灵敏度、分辨率的不断提高,近几年来许多新的赖氨酸酰化修饰被研究者鉴定。该文总结了琥珀酰化、巴豆酰化、丙二酰化、戊二酰化、2-羟基异丁酰化、β-羟基丁酰化等新型赖氨酸酰化修饰的发现确证、修饰调控酶、底物鉴定和生理病理功能等方面的最新研究进展。     

组蛋白的生物素酰化修饰

组蛋白修饰对基因表达的表观遗传学调控起着重要作用。组蛋白生物素酰化修饰是近年来新发现的一种组蛋白修饰,具有重要的生物学功能。有证据表明组蛋白生物素酰化在细胞增殖、DNA修复、维持基因组稳定等方面发挥作用。组蛋白的生物素酰化修饰是由羧化全酶合成酶与组蛋白直接相互作用的结果。本文主要介绍了组蛋白生物素酰化发现的过程,并对近年来在组蛋白生物素酰化催化机制和组蛋白生物素酰化功能方面的研究进展进行了综述,最后对组蛋白生物素酰化研究领域存在的问题进行了探讨。     

O-GlcNAc修饰对蛋白质泛素化降解途径的影响

O-GlcNAc修饰是一种特殊的糖基化修饰,几乎参与生物体内所有细胞过程的调控。该修饰与泛素化作为两种重要的蛋白质翻译后修饰形式,都与2型糖尿病、神经退行性疾病、癌症等疾病密切相关。O-GlcNAc修饰对蛋白质泛素化降解途径的影响主要体现在4个方面:(1)O-GlcNAc修饰能够抑制26S蛋白酶体的ATPase活性;(2)O-GlcNAc修饰会减少某些底物蛋白的泛素化降解;(3)O-GlcNAc修饰泛素化相关酶并调节其功能;(4)某些蛋白质(包括调控因子)发生O-GlcNAc修饰后间接影响蛋白质泛素化。     

超高深度巴豆酰化修饰组学分析揭示其在DNA同源重组修复中的重要作用

正近年来,巴豆酰化修饰作为蛋白质翻译后修饰研究的快车道上的一匹"黑马", 各类突破性成果不断涌现。自2011年芝加哥大学赵英明教授研究团队首次在组蛋白上发现巴豆酰化修饰起,围绕组蛋白巴豆酰化的产生、消除和识别机制的研究成为热点,其在生殖发育、肿瘤发生、转录调控、能量代谢等各方面的作用也被相继揭示出来。新近研究表明,巴豆酰化修饰并不局限于发生在组蛋白上,巴豆酰化修饰同样也可以发生在非组蛋白上,这提示我们巴豆酰化修饰的意义远比我们想象的更为重     

蛋白质棕榈酰化修饰在病毒感染过程中的作用

蛋白质棕榈酰化修饰是脂质修饰的一种,赋予了底物蛋白更加多样化的生物学功能.在哺乳动物细胞中,棕榈酰化修饰主要是由ZDHHC家族介导的.病毒入侵细胞后,可利用宿主的棕榈酰化修饰促进自身的复制和感染.宿主通过模式识别受体识别病原体相关分子模式诱发天然免疫应答以保护自身免受病毒的伤害并达到清除病原体的目的.天然免疫是宿主抵抗病毒感染的第一道防线,越来越多的研究表明,抗病毒蛋白的棕榈酰化修饰对其发挥功能非常重要.然而截至目前, ZDHHC家族蛋白参与病毒感染过程中的作用机制尚不完全清楚.本文综述了ZDHHC家族蛋白棕榈酰化修饰在病毒感染过程中的最新研究进展.     

病毒蛋白脂酰化及其功能

脂酰化是一种重要的蛋白翻译后修饰,主要包括棕榈酰化、豆蔻酰化、异戊烯化和糖基化磷脂酰肌醇(GPI)共价结合4种方式。不同的病毒蛋白可发生不同类型的脂酰化,其生物学功能也会发生相应改变。棕榈酰化通常能增强病毒跨膜蛋白的疏水性,调节这些蛋白的胞内运输及定位,进一步影响病毒感染过程中的膜融合、病毒颗粒装配及释放等步骤。豆蔻酰化则可调控病毒蛋白表面的正电荷强度,使病毒蛋白与脂质膜的亲和力改变,如preS1豆蔻酰化加强乙型肝炎病毒(HBV)和丁型肝炎病毒(HDV)的受体识别能力及感染性,而人类免疫缺陷病毒(HIV)Nef豆蔻酰化为病毒感染及免疫应答所必需。异戊烯化能使病毒游离的蛋白与膜结合,并介导蛋白间的相互作用,如大HDV抗原(L-HDAg)异戊烯化有利于其运输至内质网膜上,与HBV表面抗原(HBsAg)及HDV RNA共同形成HDV颗粒。此外,一些病毒蛋白与GPI通过共价结合形成复合物,GPI基团可改变感染细胞的膜结构及胞质内磷脂构成,如GPI与朊蛋白(PrP)结合导致细胞型朊蛋白(PrPc)交联或羊痒疫朊蛋白(PrPsc)聚集,与朊病毒引起的海绵样病变有关。进一步了解病毒蛋白脂酰化机制,有利于设计和开发以此为靶点的特异性抗病毒新药。     

新型组蛋白赖氨酸酰基化修饰调控的基因转录及疾病

染色质是人类遗传信息的载体，位于染色质上的基因在不同的时空条件下的精准表达调控与DNA的可接触性和染色质相关复合物的密切关联。组蛋白是染色质的重要组成成份，组蛋白上的多种化学修饰，例如乙酰化、甲基化和磷酸化等构成组蛋白密码，实时调控染色质的开放程度及转录调节复合物与染色质的结合，导致基因转录的激活或抑制。随着高分辨率质谱和专一性化学修饰抗体制备技术的提高，一系列新型组蛋白赖氨酸酰基化修饰，例如巴豆酰化、乳酸酰化和琥珀酰化等被发现，进一步扩展了组蛋白密码的多样性，显著增加了组蛋白密码调控基因转录的复杂性。本文着重概述了新近发现的赖氨酸巴豆酰化、乳酸酰化、琥珀酰化、异丁酰化、甲基丙烯酰化和异烟酰化等新型组蛋白赖氨酸酰基化修饰的书写、阅读及擦除的动态调控分子机制，总结了这些组蛋白酰基化修饰在基因表达中的功能及调控机制，阐述了新型组蛋白酰基化修饰与人类疾病的关联，提出新型组蛋白酰基化修饰研究面临的挑战和未来研究的方向。     

蛋白质修饰组学在肉品质研究中的应用

蛋白质翻译后修饰(Post-translational modifications, PTMs)在生命体中具有十分重要的作用。生命有机体中常见的PTMs有磷酸化、酰化、糖基化、泛素化、乙酰化、氧化和甲基化等。文章主要介绍了蛋白质组学在肉制品科学方面的应用、PTMs的主要内容以及分析蛋白修饰特性常见技术的发展,总结了PTMs对肌肉生理特性的影响和蛋白质组学方法在肉质蛋白质修饰研究中的重要性及前景,讨论了利用蛋白质修饰组学技术研究肌肉熟化过程中品质特性变化的特点。     

谷胱甘肽化修饰与氧化还原信号转导

蛋白质谷胱甘肽化（S-glutathionylation）是一种重要的翻译后修饰方式,氧化还原信号转导途径的很多相关分子都可受到谷胱甘肽化的调节,尤其是一些重要的蛋白激酶和转录因子。因此蛋白质的谷胱甘肽化修饰日益引起人们的重视。人们推测,谷胱甘肽化可能是细胞内氧化还原信号转导的一种重要机制。     

翻译后修饰蛋白质组学研究的技术策略

 蛋白质组学早期研究的绝大部分工作是在关注细胞不同生长时期或是疾病、分裂素刺激下的蛋白质表达水平变化.然而,许多至关重要的生命进程不仅由蛋白质的相对丰度控制,更重要的是被那些时空特异分布的可逆翻译后修饰控制的,揭示翻译后修饰发生规律是理解蛋白质复杂多样的生物功能的一个重要前提.由于翻译后修饰蛋白质在样本中含量低且动态范围广,其相关研究极具挑战性,亲和富集、多维分离等技术与生物质谱的结合为翻译后修饰蛋白质组学的发展提供了契机,目前,已进行规模化研究的蛋白质翻译后修饰主要有四大类,其中磷酸化和糖基化研究较多.本文针对大规模翻译后的修饰蛋白质的分析策略和技术路线,如蛋白质的磷酸化修饰, 糖基化修饰, 泛素化修饰,基于蛋白质氧化还原状态进行的氧化还原修饰和其它修饰像乙酰化、甲基化、脂基化修饰等进行了综述.     

蛋白质棕榈酰化及其与离子通道关系的研究进展

蛋白质棕榈酰化(palmitoylation)是调节蛋白定位、稳定和功能的重要机制，这一过程通常受棕榈酰基转移酶的调控，编码这些酶的基因称为含锌指DHHC(zDHHC)。随着研究方法的深入，棕榈酰化修饰在多种离子通道生理功能方面发挥重要的调节作用，为深入了解离子通道结构和功能带来新的见解。本文主要就棕榈酰化修饰过程及其在常见离子通道中的研究进展做一综述。