蛋白修饰(蛋白质的脂化修饰)
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蛋白质修饰(蛋白质的脂质修饰)
蛋白质的脂质化修饰是指脂质分子与蛋白质共价结合,从而改变其结构和功能。许多人认为脂质修饰是翻译后修饰(PTM)。事实上,一些脂质修饰可以是共翻译过程,例如NMT催化的肉豆蔻酰化。
与糖基化相比,脂质修饰的一个显著特征是多样性,这与两种生物分子的结构特征直接相关。在生物化学中,糖和脂肪是两个极端的分子。各种糖类的结构和性质非常相似,而脂类正好相反。不同脂质的结构和性质大不相同。
一些常见的脂质修饰。生理学修订版2015年4月;95(2): 341–376.
比如各种己糖(脱氧糖除外)都是同分异构体,唯一的区别就是是醛还是酮,还有手性问题。但是,脂肪酸、胆固醇、萜类和磷脂的结构完全不同,最大的共性恐怕就是溶解性。
糖基结构决定了它的连接方式主要是糖苷键,所以蛋白质的糖基化基本上是通过糖苷键进行的。脂质结构的多样性使其与蛋白质有多方面的联系。
蛋白质的S-棕榈酰化。EMBO代表2018年10月;19(10): e46666。
脂肪酸主要通过其酰基与蛋白质连接,包括与氨基的酰胺键、与羟基的酯键和与巯基的硫酯键。硫酯键是一个高能键,所以这个键不稳定,是一种罕见的可逆脂质修饰,被称为蛋白质的S-酰化。
胆固醇中的活性基团只有3位羟基,通常与蛋白质末端羧基深圳活性网络基团形成酯键。虽然萜类化合物中的双键是活性的,但它们不适合与蛋白质连接。因此,异戊二烯化的底物是胆固醇合成的中间体。带有焦磷酸的FPP或GGPP与半胱氨酸的巯基反应,通过硫醚键与蛋白质连接。
蛋白质异戊二烯化。医学生物化学
最常见的脂质修饰有四种,前三种是纯脂质基团,最后一种是糖脂复合物,即糖基磷脂酰肌醇(GPI)锚。它通过其乙醇胺部分和蛋白质末端羧基之间形成的酰胺键连接。
磷脂修饰很少见。例如,自噬相关蛋白Atg8/LC3可以被磷脂酰乙醇胺(PE)修饰,这是自噬体双层膜形成所必需的。
一般来说,糖基化主要利用其亲水性,而脂质修饰则相反,主要利用其疏水性。脂质基团可以提高蛋白质的整体或局部疏水性,使修饰后的蛋白质与相应的膜结构更加相容,或者改变局部结构,从而影响其功能。
不同膜蛋白的S-酰化位点。生理学修订版2015年4月;95(2): 341–376.
较大的脂质修饰基团,如长链脂肪酸、胆固醇和萜类化合物,通常被用来改变蛋白质整体的疏水深圳生活网络,从而影响其细胞定位和稳定性。这在膜蛋白和一些信号转导相关蛋白中很常见。
例如,当许多小G蛋白激活下游信号通路时,它们首先结合到膜上,这个过程通常涉及诸如异戊二烯化和棕榈酰化的修饰。异戊二烯化的Ras蛋白通过弱的膜亲和力与高尔基体结合,当它再次被棕榈酰化时,它将离开高尔基体并与质膜结合。
组蛋白赖氨酸酰化的类型和分布。纳特Rev Mol细胞生物学。2017年2月;18(2): 90–101.
较小的脂质修饰基团一般只改变局部疏水性和电荷分布,从而改变局部构象,影响蛋白质活性。例如,组蛋白的赖氨酸具有许多短链酰化修饰,包括丙酰化、丁酰化、2-羟基异丁酰化、琥珀酰化、丙二酰化、戊二酰化、巴豆酰化和-羟基丁酰化。
这些修饰起着重要的调节作用。修饰基团的来源主要是细胞代谢产物,尤其是脂质代谢产物。因此,脂质修饰也是一座桥梁,连接脂质代谢和蛋白质功能,进而影响细胞乃至整个机体。
蛋白质的脂质修饰与蛋白质功能的调节。细胞化学生物。2018年7月19日;25(7): 817–831.
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5.细胞信号和疾病中的蛋白质脂质化:功能、调节和治疗机会。细胞化学生物。2018年7月19日;25(7): 817–831.
本文(蛋白修饰,蛋白质的脂化修饰)到此讲解完毕了,希望对大家有帮助。
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