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。     

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。     

组蛋白修饰在先天性心脏病中的作用（英文）

先天性心脏病(congenital heart disease, CHD)是包括心肌壁、瓣膜和主要血管缺陷在内的心脏先天性结构异常疾病。虽然胚胎发生过程中的基因突变和异常基因表达等遗传因素会导致CHD,但这些只能解释一部分CHD的发病原因。表观遗传中的组蛋白修饰在CHD中的研究越来越多,提示其在CHD发病机制中愈发重要。随着基于质谱的蛋白质组学技术发展,一系列新型组蛋白翻译后修饰,包括琥珀酰化、糖基化、乳酸化和β-羟基丁酰化等在疾病中发挥的作用被揭示,而这些新型修饰如何调控CHD的发生发展过程中的基因表达以及病理进程并不得知。本文将分别从经典组蛋白修饰和新型组蛋白修饰出发阐述不同的组蛋白修饰参与调控心脏发育基因的作用机制,以期揭示组蛋白驱动的表观遗传机制在CHD病因学中的重要性,也为CHD的临床治疗及时预防提供理论依据。     

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。     

发菜磷酸葡糖胺变位酶(glmM)对干旱胁迫的响应及其基因克隆

glmM编码的磷酸葡糖胺变位酶是肽聚糖合成前体的关键酶。为探究发菜glmM响应干旱胁迫的表达调控机制及明确其分子信息,本研究对干旱胁迫条件下发菜glmM在转录水平的差异表达进行了分析,并对glmM的表达水平、磷酸化修饰、乙酰化修饰和琥珀酰化修饰水平进行了检测,克隆了发菜glmM,进行了序列分析和原核表达。结果表明,干旱胁迫条件下,发菜glmM在转录水平上的表达量先增加后减少,glmM上调表达,glmM的磷酸化修饰水平逐渐增加,乙酰化修饰水平相对稳定,琥珀酰化修饰水平有明显变化。设计特异性引物克隆glmM基因,获得全长1416 bp发菜glmM基因,与肺衣(5183)glmM的核苷酸序列同源性为95%,氨基酸同源性为97%。将glmM在大肠杆菌中表达,获得一个51.45 kD的外源蛋白,MALDI-TOF-TOF/MS分析证明该蛋白为磷酸葡糖胺变位酶。研究结果为深入研究发菜glmM的分子信息、生物学功能及其响应干旱胁迫的分子机制提供帮助。     

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。     

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。     

长链非编码RNA相关表观遗传修饰在癌症中的进展*

长链非编码RNA(lncRNA)是一类转录本长度大于200 nt的RNA分子,编码蛋白质的功能有限,但其功能多样且复杂。已有研究报道lncRNA与肿瘤的发展进程密切相关,lncRNA可以通过不同方式参与细胞内生物学进程的调控,是潜在的癌症调节因子,其中,调节表观遗传修饰水平是其影响癌症进程的主要手段;癌症发病过程中细胞内存在着不同程度的表观遗传修饰,其主要为包括甲基化、乙酰化、磷酸化、糖基化、泛素化等修饰方式在内的DNA修饰、RNA修饰以及蛋白质的翻译后修饰,在癌症的不同阶段其修饰的异常程度不同,从而影响肿瘤发生的生物学进程。研究表明,lncRNA可以通过自身修饰或参与其他生物大分子的表观遗传修饰进程参与癌症的发生发展。因此,回顾了lncRNA所参与的表观遗传修饰形式和lncRNA在表观遗传修饰方面所起到的作用,并概述了lncRNA通过影响表观遗传修饰水平从而调控癌症进程的方法。旨在总结癌症细胞内表观遗传修饰方面所涉及lncRNA的研究进展,为癌症诊断和治疗提供潜在的靶标和生物学标志物。     

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...     

癌症DNA甲基化调控位点的识别

DNA甲基化是一种重要的表观遗传学修饰,在基因的转录调控方面具有重要的作用。异常的DNA甲基化可以导致癌症等复杂疾病发生,癌基因相关的DNA甲基化调控位点的识别对于解析癌症的发生发展机制及识别新的癌症标记具有重要意义。本研究通过整合The Cancer Genome Atlas(TCGA)的泛癌症基因组的高通量甲基化谱和基因表达谱,识别癌基因相关的DNA甲基化调控位点。对于每种癌症分批次计算Cp G位点甲基化与相关基因表达之间的相关性,并筛选调控下游基因的Cp G位点(包括强调控位点、弱调控位点和不调控位点),结果表明仅有一半的Cp G位点对下游基因具有调控作用;对癌症间共享的调控位点的分析发现不同癌症间共享的调控位点不尽相同,表明癌症特异的甲基化调控位点的存在。进一步地,对差异甲基化和差异表达基因的功能富集分析揭示了受甲基化调控的基因确实参与了癌症发生发展相关的功能。本研究的结果是对当前甲基化调控位点集的重要补充,也是识别癌症新型分子标记特征的重要资源。     

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     

蛋白酪氨酸磷酸酶调控机制的研究进展

蛋白酪氨酸磷酸酶(protein tyrosine phosphatases,PTPs)是真核细胞中参与磷酸化水平调节和信号转导的重要催化酶。PTPs的调控异常与肿瘤等众多疾病的发生有关。多种调控机制参与对PTPs功能和活性的调节,包括蛋白质磷酸化、蛋白质水解、小类泛素化修饰等等。对体内PTPs调控机制进行深入研究有助于为这些疾病的基因治疗提供更多有效靶标。现就PTPs的调控机制展开综述。     

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。     

假单胞菌Pseudomonas fluorescens Pf0-1中转录调控因子SpfB负调控DNA磷硫酰化修饰（英文）

【目的】DNA磷硫酰化修饰是DNA骨架上非桥接的氧原子以序列选择性和R-构型被硫取代的一种新型DNA修饰。目前,磷硫酰化修饰在多种细菌、古生菌以及人类致病菌中多有发现,但其分子调控机制尚不清楚。为了全面解析磷硫酰化修饰的调控机制,本文选择荧光假单胞菌Pf0-1为研究对象,开展了其DNA磷硫酰化修饰的调控机制研究。【方法】首先,构建了spfB基因缺失和回补菌株,使用碘能特异性断裂磷硫酰化修饰DNA的方法,研究了该基因缺失对修饰表型的影响。利用cDNA在相邻同方向的基因间隔区进行PCR,确定了磷硫酰化修饰基因簇spf BCDE内的共转录单元。通过荧光定量RT-PCR,分析了spfB基因缺失突变株中磷硫酰化修饰基因的转录量。利用异源表达并纯化得到的重组蛋白SpfB进行了体外功能研究。通过EMSA实验,验证了SpfB蛋白具有与spfB启动子序列结合活性。通过DNase I footprinting实验,精确定位了Spf B蛋白与DNA结合序列。【结果】spf B基因的缺失加剧了磷硫酰化修饰DNA断裂所致电泳条带弥散的表型,spf B基因的回补能够恢复该表型,证明spf B基因负调控磷硫酰化修饰。鉴定了spf基因簇中只含有1个共转录单元,且该共转录单元在?spfB突变株中转录水平明显上升。通过EMSA和DNase I footprint实验,检测了SpfB蛋白与磷硫酰化修饰基因spf BCDE的启动子区域5′-TGTTTGT-3′相结合。【结论】SpfB作为转录调控因子负调控磷硫酰化修饰基因spf BCDE的表达,为解析磷硫酰化修饰的调控机制和全面理解基因组上的部分修饰特征奠定了基础。     

AMOT家族成员的功能研究及在癌症治疗中的潜在应用

AMOT是一种血管生成抑制素的结合蛋白。AMOT家族(AMOTs)成员参与调控细胞增殖、细胞迁移、血管生成、病毒释放等重要的细胞生物学过程。AMOTs在多数癌细胞中表达,并参与癌症的发生和进程。现有证据表明AMOTs在癌症进程中扮演双重角色,既是癌症促进因子,也是癌症抑制因子。AMOTs在癌症中的这种双重调控机制尚且存在争议。重点阐明了AMOTs的结构特征、表达定位、翻译后修饰和生物学功能,系统概述了AMOTs在癌症中的研究现状及治疗潜力,讨论了通过AMOTs治疗癌症的可能性和面临的挑战。     

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。     

乙酰化对代谢的调控及其在代谢相关疾病中的作用

赖氨酸的乙酰化修饰是一种进化上高度保守的翻译后修饰机制.乙酰化酶和去乙酰化酶对特定蛋白的乙酰化状态进行动态调控.近年来的质谱研究发现,几乎所有的代谢酶都存在乙酰化修饰,表明乙酰化修饰对细胞代谢具有广泛的调控作用.除在转录水平进行调控外,乙酰化修饰还可以通过改变代谢酶的蛋白间相互作用、蛋白稳定性、催化活力和亚细胞定位等方式,对多种生物学过程如能量代谢、信号转导和氧化应激反应等进行调控.乙酰化对代谢途径的调控与代谢相关疾病如肿瘤、心血管疾病、糖尿病和肥胖等的发生和发展密切相关.本文总结了近年来乙酰化修饰调控代谢的相关研究进展,并着重阐述乙酰化修饰对代谢酶调控的具体分子机制.