超氧化物歧化酶翻译后修饰的研究进展

超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)是生物体内存在的一种抗氧化金属酶,它能够催化超氧阴离子自由基歧化生成氧(O₂)和过氧化氢(H₂O₂),在机体氧化与抗氧化平衡中起到至关重要的作用,且与很多疾病的发生、发展密不可分。对SOD的活性调节一直是研究热点,大多数研究都集中在转录水平(基因表达)和翻译水平(酶蛋白合成)两个方面。随着研究的深入,发现蛋白质翻译后修饰(PTM)对SOD的酶活性有重要影响。近年来,研究蛋白质翻译后修饰对SOD的酶活性的影响越来越受到重视。总结了硝基化、磷酸化、S-谷胱甘肽化、糖基化、乙酰化、次磺酸化、亚磺酸化、SUMO化等几种SOD翻译后的修饰方式,讨论了修饰后对SOD酶活性的影响和生理意义,并对SOD翻译后修饰的发展及面临的挑战进行了展望,为相关疾病的研究、治疗及靶向药物的研制提供了理论基础。     

古菌蛋白质修饰研究进展

20世纪50年代中期,在古菌的表层(S-层)首次发现了糖蛋白;21世纪初又在空肠弯曲菌(Campylobacter jejuni)中发现了蛋白质N-糖基化修饰。由此,同行开始认识到,蛋白质的糖基化修饰广泛存在于古菌、细菌及真核生物三域中。近十年来,古菌蛋白质糖基化修饰的研究取得了进展,特别是古菌蛋白质N-糖基化修饰研究进展快速。但对古菌糖蛋白O-糖基化修饰和脂修饰的了解甚少。本文综述了古菌蛋白质糖基化修饰的研究进展。     

精子发生过程中蛋白质翻译后修饰的研究进展

精子发生是一个高度复杂且受到精密调控的生物学过程,其中蛋白质作为生命活动的最终执行者,其翻译后修饰发挥着重要的调控作用。精子发生过程中存在多种蛋白质翻译后修饰,如磷酸化、乙酰化、泛素化等,其异常可引起精子发生障碍,严重的甚至可导致不育。随着蛋白质组学技术的快速发展,基于临床不育样本和模式动物的功能研究,可以系统性解析精子发生过程中蛋白质翻译后修饰的动态调节与功能,揭示精子发生的分子调控机制以及男性不育的发病机理。该文就近年来精子发生过程中蛋白质翻译后修饰调控机制,以及少精子症、弱精子症和畸形精子症等临床疾病中蛋白质翻译后修饰的研究进展进行了综述。     

蛋白质翻译后修饰研究进展

蛋白质是执行细胞功能的基本功能单元,其表达受基因组和表观遗传学的调控。通常,蛋白质在表达以后还需要经过不同程度的修饰才能发挥所需要的功能。这种翻译后修饰过程受到一系列修饰酶和去修饰酶的严格调控,使得在某一瞬间细胞中蛋白质表现出某种稳定或动态的特定功能。最新的研究表明,真核细胞中存在着各种各样的蛋白质修饰过程,其中大约70%目前还无法解释。有理由认为,这种经过了特定修饰的蛋白质,更客观地反映了细胞的各种生理以及病理过程。因此,除了基因组所编码的＂裸＂蛋白质组的表达以外,更需要对经过翻译后修饰的蛋白质及蛋白质组的调控过程进行深入的研究。该文对常见翻译后修饰以及研究方法进行了综述。     

细胞自噬中关键蛋白乙酰化修饰与相关疾病诊治的研究进展

自噬是一种在进化上保守的溶酶体依赖的降解途径.近十多年来,自噬过程的分子机制研究得到了长足的发展.自噬过程中关键蛋白复合物的乙酰化修饰发挥了十分重要的作用.为此,该文阐述了细胞自噬过程中主要蛋白复合物的乙酰化修饰作用进展,并对蛋白质乙酰化修饰与肿瘤、神经退行性疾病等的关系作一总结.总之,自噬过程中蛋白乙酰化修饰已经成为...     

古菌RecJ蛋白的研究进展

RecJ蛋白属于aspartate-histidine-histidine (DHH)磷酸酯酶超家族,存在于细菌、真核生物和古菌中。细菌RecJ蛋白是一种5′→3′ssDNA外切酶,参与错配修复、同源重组、碱基切除修复等生物学过程。真核生物cell division cycle 45 (Cdc45)蛋白是细菌RecJ核酸酶的同源物,但不具有核酸酶活性。Cdc45蛋白能够与minichromosomemaintenance(MCM)和Go-Ichi-Ni-San(GINS)形成Cdc45-MCM-GINS (CMG)复合物,是真核生物DNA复制的重要组分。在古菌中,几乎所有基因组已测序的古菌均编码一种或多种RecJ蛋白同源物。与细菌RecJ核酸酶不同,古菌RecJ蛋白具有多样化的核酸酶活性,并且能够与MCM和GINS形成类似于真核生物CMG的复合物。因此,古菌RecJ蛋白是参与古菌DNA复制、修复和重组的重要成分。基于目前古菌RecJ蛋白的研究报道,本文综述了古菌RecJ蛋白的活性、结构与功能方面的研究进展,聚焦于不同古菌RecJ蛋白以及它们与细菌RecJ核酸酶和真核生物RecJ同源物的...     

组蛋白甲基化修饰效应分子的研究进展

作为一种重要的表观遗传学调控机制,组蛋白甲基化修饰在多种生命过程中发挥了重要的作用。细胞内有多种组蛋白甲基化酶和去甲基化酶共同调节组蛋白的修饰状态,在组蛋白甲基化状态确定后,多种效应分子特异的读取修饰信息,从而参与基因转录调控过程。文章从组蛋白甲基化效应分子的作用机制方面综述了这一领域的研究进展。     

综述: 非组蛋白甲基化修饰的研究进展

非组蛋白的赖氨酸和精氨酸残基上的甲基化修饰已经被证明是一种普遍的蛋白质翻译后修饰方式,在生命活动中发挥重要作用．甲基化修饰方式的多样性以及它们与其他修饰之间的交互作用(crosstalk)复杂但精细地调控了基因表达、蛋白质活性及稳定性、DNA复制及基因组稳定性、RNA加工等多种功能．本文将对非组蛋白的甲基化修饰特征进行总结,归纳近些年来已报道的甲基化修饰酶、修饰位点及这些位点的生物学功能,并将特别阐述不同蛋白质修饰之间的交互作用,概述鉴定非组蛋白甲基化修饰的方法．     

烟曲霉的蛋白质翻译后修饰研究进展

前言烟曲霉是一种常见的机会性致病真菌,其孢子漂浮在空气中,人体每天吸入上百个孢子,免疫功能正常人群可通过自身免疫清除吸入的孢子,而在免疫抑制患者中常引起曲霉病[1-2],曲霉病分为非侵袭性和侵袭性两大类,其中侵袭性肺曲霉病为严重的感染类型,死亡率可高达50%~100%[3]。唑类药物为侵袭性肺曲霉病的临床一线用药,但近年来全球陆续报道烟曲霉对唑类抗真菌药物的耐药率逐年递增。荷兰一项基于1994—2016年的烟曲霉唑类耐药趋势研究共收集4268株菌株,结果显示唑类耐药率高达4.2%(179/4268),且近5年明显呈递增趋势[4]。     

蛋白质的甲基化研究进展

蛋白质翻译后修饰是调控蛋白质生物学功能的重要步骤之一。甲基化修饰作为蛋白质翻译后修饰的一种重要形式,参与了真核生物和原核生物的多种细胞进程。本文综述了目前蛋白质甲基化的研究进展,包括真核生物、原核生物,组蛋白和非组蛋白,以及多种氨基酸位点的甲基化修饰。这些发现丰富了人们对蛋白质甲基化修饰的认识,对深入了解蛋白质翻译后修饰的功能具有重要意义。     

古菌ESCRT系统研究进展

内体分拣转运复合体（ESCRT,endosomal sorting complex required for transport）曾被认为是真核生物特有的系统,涉及膜重塑、泛素化蛋白质分拣等重要细胞生命过程。近年的研究显示,TACK（包括Thaumarchaeota、Aigarchaeota、Crenarchaeota和Korarchaeota门）古菌超门中存在着一类与分泌膜囊泡、古菌病毒出胞以及细胞分裂过程等膜重塑过程相关的细胞分裂（Cdv,cell division）系统,该系统中的CdvB和CdvC是真核生物ESCRT-III和Vps4的同源蛋白,提示真核生物ESCRT系统可能起源自古菌。然而,由于TACK古菌中缺少真核生物ESCRT系统的其他关键成分,这一假设仍有争议。最近发现的阿斯加德（Asgard）古菌是一类被认为与真核生物最近缘的古菌,其基因组具有较完整的ESCRT相关蛋白的编码基因,提示真核生物的ESCRT很可能起源于阿斯加德古菌。本文首先简要介绍真核生物ESCRT系统的组成及生物学功能,然后分别总结TACK古菌的Cdv系统和阿斯加德古菌的ESCRT系统的研究进展,重点讨论它们的组成及生物学功能,为进一步了解古菌ESCRT系统与真核生物起源的关系提供参考。     

Protein arginine methylation of non-histone proteins and its role in diseases

Protein arginine methyltransferases (PRMTs) are a family of enzymes that can methylate arginine residues on histones and other proteins. PRMTs play a crucial role in influencing various cellular functions, including cellular development and tumorigenesis. Arginine methylation by PRMTs is found on both nuclear and cytoplasmic proteins. Recently, there is increasing evidence regarding post-translational modifications of non-histone proteins by PRMTs, illustrating the previously unknown importance of PRMTs in the regulation of various cellular functions by post-translational modifications. In this review, we present the recent developments in the regulation of non-histone proteins by PRMTs.     

极端嗜热古菌尿嘧啶DNA糖苷酶的研究进展

高温会加快碱基脱氨基反应形成损伤碱基的速率,进一步对脱氨基的碱基进行复制会导致突变。因此,极端嗜热古菌基因组的稳定性面临着其生存高温环境的挑战。胞嘧啶脱氨基形成尿嘧啶,是常见的脱碱基类型,复制DNA中尿嘧啶会造成GC→AT的突变。尿嘧啶DNA糖苷酶(Uracil DNA glycosylase,UDG)是修复DNA中尿嘧啶的关键酶。基于识别底物的特异性,UDG分为6个家族,广泛分布在细菌、古菌、真核生物以及一些病毒中。基因组序列显示,极端嗜热古菌至少编码一种UDG。目前,对于细菌和真核生物的UDG已进行了大量的研究,但是关于极端嗜热古菌UDG的研究相对较少,尚处于初期阶段。本文综述了极端嗜热古菌UDG的研究进展,并对今后的研究提出了展望。     

极端嗜热古菌8oxoG DNA糖苷酶的研究进展

7,8二氢-8-氧鸟嘌呤(7,8-dihydro-8-oxoguanine,8oxoG)是一种常见的DNA损伤碱基.由于8oxoG能够与腺嘌呤配对,在DNA中的8oxoG被修复之前进行复制,DNA将会产生GC→TA的突变,从而造成基因组的不稳定.目前,碱基切除修复(Base excision repair,BER)是修...     

Enzymology and significance of protein histidine methylation

Cells synthesize proteins using 20 standard amino acids and expand their biochemical repertoire through intricate enzyme-mediated post-translational modifications (PTMs). PTMs can either be static and represent protein editing events or be dynamically regulated as a part of a cellular response to specific stimuli. Protein histidine methylation (Hme) was an elusive PTM for over 5 decades and has only recently attracted considerable attention through discoveries concerning its enzymology, extent, and function. Here, we review the status of the Hme field and discuss the implications of Hme in physiological and cellular processes. We also review the experimental toolbox for analysis of Hme and discuss the strengths and weaknesses of different experimental approaches. The findings discussed in this review demonstrate that Hme is widespread across cells and tissues and functionally regulates key cellular processes such as cytoskeletal dynamics and protein translation. Collectively, the findings discussed here showcase Hme as a regulator of key cellular functions and highlight the regulation of this modification as an emerging field of biological research.     

Fic蛋白家族的研究进展

过去的研究发现了一个具有相同保守结构域的Fic(filamentation induced by cAMP)蛋白家族。虽然在原核生物中发现超过3 000种以上含有Fic结构域的不同蛋白质,但到目前为止,在包括人在内的真核生物中仅发现一种Fic蛋白。Fic结构域主要通过含有磷酸基团的化合物在转录中起作用,目前被人类关注的功能是单酰磷酸化(AMPylation, AMP化),一种类似磷酸化的蛋白质调控机制,是以ATP为底物将一磷酸腺苷(AMP)特异地转移至靶标氨基酸残基。该机制主要在细菌侵袭宿主、侵袭后增殖、致病的过程中发挥作用。真核细胞中的单磷酸腺苷化可以调控内质网的稳定性。本文主要对Fic蛋白的特征性结构和作用以及几种主要的Fic蛋白的结构、作用和研究方法进行综述。     

磷酸化组氨酸研究进展

蛋白质磷酸化是生物体内一种广泛存在的蛋白质翻译后修饰形式,这种氨基酸与磷酸基团共价连接的修饰模式对蛋白质结构和功能起到了重要调节作用.目前天然蛋白质中发现的可磷酸化位点主要有9种氨基酸残基,其中包括以磷酰胺连接的磷酸化组氨酸.虽然该磷酸化形式在原核生物与真核生物中都起到了重要的调节作用,但对于其生物学功能的研究长期存在技术困难.由于磷酸化组氨酸本身不同于其他磷酸化氨基酸的化学性质,如存在异构体、化学不稳定等,其在传统的研究方法中容易发生水解去磷酸化.随着现代生物化学与分子生物学技术的不断进步,人们针对含有磷酸化组氨酸的蛋白质构建了新的制备、分离与表征策略,本领域也因此开始迅速发展.本文从磷酸化组氨酸的化学结构入手,分析其两种异构体的主要理化性质与化学反应特性,并概述了基于此发展的新型化学生物学研究手段以及对于磷酸化组氨酸生物功能的研究进展.     

Target protein for eucaryotic arginine-specific ADP-ribosyltransferase

Among ADP-ribosyltransferases reported in eucaryotes, arginine-specific transferases from turkey erythrocytes, chicken heterophils and rabbit skeletal muscle have been purified and extensively studied. They were reported to modify a number of proteinsin vitro. ADP-ribosylation of Ha-ras-p21 and transducin by the turkey erythrocyte transferase inhibits their GTPase and GTP-binding activities. Chicken heterophil enzyme modifies several substrate proteins for protein kinases and decreases the phosphate-acceptor activity. Rabbit skeletal muscle Ca²⁺-ATPase is inhibited by ADP-ribosylation catalyzed by the muscle transferase. Three transferases all ADP-ribosylate small molecular weight guanidino compounds such as arginine, arginine methylester and agmatine and poly-L-arginine and nuclear histones. However, the observation that muscle transferase did not ADP-ribosylate casein or actin, both of which can be modified by the heterophil transferase under the same conditions indicates that substrate specificity of these two enzymes are different. Substrate-dependent effects were observed with polyions of nucleotides such that polyanions stimulate the ADP-ribosylation of possible target protein, p33 by chicken heterophil transferase but has no effect on the modification of casein by the same enzyme.     

深部生物圈古菌的研究进展与展望

古菌作为深部生物圈中常见的原核生物,广泛分布于各类海洋沉积生境中,在沉积物生物地球化学循环中发挥着重要作用.由于不同的古菌类群对环境条件存在生理适应性差异,它们分别在近岸沿海和开阔大洋沉积物中构成了厌氧微生物生态系统和好氧微生物生态系统.本文通过对近岸与远洋、沉积物与上覆水体两个不同维度的古菌群落结构进行比较,以及对出...