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。     

蛋白质翻译后修饰研究进展

翻译后修饰在蛋白质加工、成熟的过程中发挥着重要的作用,它可以改变蛋白质的物理、化学性质,影响蛋白质的空间构象、立体位阻及其稳定性,进而对蛋白质的生物学活性产生作用,引起蛋白质的功能改变。修饰基团自身的结构特性对蛋白质的性质、功能也会产生深远的影响。在已有的研究基础上,综述蛋白质翻译后修饰的主要类型以及各修饰作用潜在的生物学功能。     

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。     

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。     

蓝藻的蛋白质翻译后修饰研究进展

蛋白质翻译后修饰系统几乎参与了细胞所有的正常生命活动过程,并发挥着重要的调控作用。目前,基于生物质谱技术进行蛋白质翻译后修饰的规模化分析鉴定,已经成为蛋白质组学研究的核心内容之一。近年来的研究表明,蓝藻细胞中存在着复杂的蛋白质翻译后修饰系统,如磷酸化,乙酰化,甲基化,糖基化,氧化等,这些翻译后修饰在蓝藻细胞的代谢过程中可能发挥着重要的调控作用。本文主要针对蓝藻细胞中蛋白质翻译后修饰的发现与鉴定,以及翻译后修饰潜在的生物学功能展开简要综述。     

毛细管电泳技术在蛋白质翻译后修饰中的应用

蛋白质中翻译后修饰蛋白的鉴定是蛋白质组学研究的主要内容之一。毛细管电泳技术由于其高分辨能力、低样品上样量、易操作性和较少的分析时间等特点,迅速发展成为一种重要的分离技术。通过毛细管电泳与质谱连用,可以得到许多关于蛋白质鉴定、纯化和结构改变方面的十分有价值的信息。对毛细管电泳技术进行了简单介绍,并且就其在蛋白质磷酸化和蛋白质糖基化研究中的应用进行了综述。     

蛋白质的翻译后修饰与肿瘤代谢

蛋白质的翻译后修饰(post-translational modifications, PTMs)可改变蛋白质的稳定性、活性或细胞定位,是其功能调控的重要方式。常见的修饰类型包括赖氨酸残基上的乙酰化、泛素化、甲基化以及丝氨酸/苏氨酸残基上的磷酸化、糖基化修饰等。研究发现蛋白质的PTMs与肿瘤的代谢及生长密切相关,而靶向蛋白质PTMs与肿瘤代谢调控的治疗策略或将具有良好的临床应用前景。本文将对蛋白质的PTMs与肿瘤代谢及生长调控间相互作用的研究进展做一阐述。     

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]。     

蛋白质翻译后修饰SUMOylation在肿瘤微环境中的功能作用

目前肿瘤仍然是人类生存中无法克服的一大难题,治疗方案多种多样,但还未找到一种行之有效的方法。随着越来越多的研究发现,人们把治疗肿瘤的目光投向了一种新的领域——肿瘤微环境（tumor microenvironment,TME）,指癌细胞周围各种基质细胞的动态和复杂的环境。TME是宿主免疫系统和肿瘤之间的关键交互区域,TME内的细胞相互影响并与癌细胞相互作用以影响癌细胞的侵袭、肿瘤的生长和转移,是治疗癌症的一个全新的方向。在TME复杂的环境中,蛋白质的翻译后修饰（post-translational modification,PTMs）被证明在TME中发挥着重要的作用。PTMs通过调节蛋白质的结构、空间定位和相互作用调控其功能。在PTMs中有一种可逆的翻译后修饰被称为SUMOylation,是通过小泛素样修饰物（small ubiquitin-like modifier,SUMO）靶向赖氨酸残基修饰的翻译后修饰,是细胞过程中普遍存在的调控机制。SUMOylation广泛参与致癌、DNA损伤反应、癌细胞增殖、转移和凋亡,在TME中发挥举足轻重的作用。本综述旨在总结蛋白质的SUMOylation动态修饰对多种免疫细胞的影响,从而探究其在TME中发挥的作用。     

原核生物的蛋白质翻译后修饰

蛋白质翻译后修饰是调节蛋白质生物学功能的关键步骤之一,是蛋白质动态反应和相互作用的一个重要分子基础,同时,它也是细胞信号网络调控的重要靶点.目前,蛋白质翻译后修饰已经成为国际上蛋白质研究的一个极其重要的热点.在原核生物生命活动中,蛋白质的翻译后修饰具有十分重要的作用,如参与细胞信号传导、物质的代谢、蛋白质的降解、致病微生物的致病过程等.综述了经典原核生物蛋白质翻译后修饰的种类、机制和功能,同时介绍了最近发现的原核生物的全局性乙酰化修饰以及结核分枝杆菌中类泛素化修饰.     

翻译后修饰调控TRPV亚家族通道功能的研究进展

瞬时受体势(transient receptor potential,TRP)通道广泛分布于神经和非神经系统中,响应温度、化学和机械等多种刺激,在机体对外界环境的精确感知中发挥重要功能.根据蛋白质序列的相似性,哺乳动物中TRP通道家族的27个成员分属TRPA、TRPC、TRPM、TRPML、TRPP和TRPV 6个亚家族.其中TRPV亚家族包含了6个成员,分别为温度敏感型的TRPV1～4通道,以及对Ca²⁺具有高选择通透能力的TRPV5和TRPV6通道.研究结果表明,TRPV亚家族通道参与调控细胞内的离子稳态和信号传导,在温度感知和血管扩张等生理过程中发挥作用,并与癌症、心血管等多种疾病的发生和发展密切相关.翻译后修饰(post-translational modifications,PTMs)是翻译中或者翻译后在蛋白质特定氨基酸上添加或删减修饰官能团的过程.越来越多的研究结果表明,TRPV亚家族通道同样可以发生翻译后修饰,并对通道功能产生重要影响.本文综述了目前已报道的磷酸化、糖基化、泛素化、SUMO化和共价修饰等多种翻译后修饰调控TRPV亚家族成员功能的主要研...     

蛋白质巯基亚硝基化———一种典型氧化还原依赖的蛋白质翻译后修饰

综述了蛋白质巯基亚硝基化修饰的特点、检测方法、功能研究、相关疾病和发展态势.蛋白质巯基亚硝基化(S-nitrosation)是指一氧化氮(nitricoxide,NO)及其衍生物修饰蛋白质半胱氨酸(cysteine,Cys)巯基—SH生成—SNO,其是一种典型的氧化还原依赖的蛋白质翻译后修饰,也是一氧化氮发挥其广泛信号转导作用的新的重要途径.     

炎症反应中的蛋白质翻译后修饰

炎症相关的信号转导蛋白、转录因子、炎性介质、组蛋白等可在炎症发生发展过程中发生磷酸化、乙酰化、泛素化、苏素化、甲基化等一系列翻译后修饰。这些化学修饰可高效调节相关蛋白质的功能活性及基因表达水平,不同化学修饰之间还可相互作用,共同影响炎症的发生、发展与转归;而异常的翻译后修饰与炎症相关性疾病关系密切。     

SUMO化: 一种重要的体内翻译后蛋白质修饰系统

靶蛋白被小泛素相关修饰物(small ubiquitin-related modifier,SUMO)修饰已经成为真核细胞特有的翻译后蛋白质修饰标志之一.SUMO与靶蛋白之间这种可逆的共价连接,在核质运输、DNA与蛋白质结合活性、蛋白质之间相互作用、转录调控、DNA修复以及维持基因组稳定等方面均发挥着重要的调节作用.在许多人类疾病如癌症和神经退化性疾病中,SUMO化修饰作用对疾病的发生与发展起着极为重要的作用.阐明SUMO化修饰在这些疾病中的功能,将为疾病的治疗开辟一条崭新的思路.     

中国在翻译后修饰的生物信息学研究领域的进展与前瞻

翻译后修饰在调控蛋白质构象变化、活性以及功能方面具有重要作用,并参与了几乎所有细胞通路和过程。蛋白质翻译后修饰的鉴定是阐明细胞内分子机理的基础。相对于劳动密集的、耗费时间的实验工作,利用各种生物信息学方法开展翻译后修饰预测,能够提供准确、简便和快速的研究方案,并产生有价值的信息为进一步实验研究提供参考。文章主要综述了中国生物信息学者在翻译后修饰生物信息学领域所取得的研究进展,包括修饰底物与位点预测的计算方法学设计与完善、在线或本地化工具的设计与维护、修饰相关数据库及数据资源的构建及基于修饰蛋白质组学数据的生物信息学分析。通过比较国内外的同类研究,发现优势和不足,并对未来的研究作出前瞻。     

PGC-1α的转录调节和翻译后修饰

过氧化物酶体增殖物激活受体γ(peroxisome proliferator activated receptorγ,PPARγ)辅助激活因子-1α(PPARγcoactivator-1α,PGC-1α)是线粒体生物合成的关键调节分子.外界刺激(寒冷、饥饿、运动)一方面可以改变PGC-1α的基因和蛋白质表达水平,另一方面可以通过翻译后修饰方式调节其蛋白质活性,最终调节细胞能量代谢和线粒体生物合成过程.PGC-1α表达的异常是代谢性疾病及老年性疾病等发病的重要原因.本文就PGC-1α在转录水平和翻译后修饰水平的调节方式的最新研究进展作一综述.     

PTEN蛋白的翻译后修饰

第10号染色体缺失的磷酸酶与张力蛋白同源物(phosphatase and tensin homolog,PTEN)基因所编码的PTEN蛋白兼具有脂质和蛋白磷酸酶活性,它的表达、活性和稳定性受到各种结合蛋白、酶和因子的调节。结合最新研究,本文将集中对PTEN上氨基酸残基位点的各种翻译后修饰进行一综述。     

Proteomics and a future generation of plant molecular biologists

Proteomic methods are required for the study of many different aspects of plant function. Important issues in proteomics include the molecular complexity of proteins, given that there are hundreds of thousands of chemically and physically distinct proteins in plants, and the context of protein functions with respect to both genomes and the environment. Available genomic and gene sequences greatly simplify the identification of proteins using improved techniques of mass spectrometry. This improved capability has led to much discussion on proteomes, and some experimentation using proteomic methodologies aimed at modest numbers of proteins. The scale of proteomics is open, for the number of proteins and genes considered at any one time is as dependent on the nature of the scientific question posed as on technical resources and capabilities. We know just enough about plant proteomes to imagine the breathtaking scope of our ignorance. There are tremendous opportunities for new molecular biologists to define the nature of the protein machines that transduce genetic and environmental information, and transform simple energy and matter, to give plants.