翻译后修饰.ppt

Why would the synthesized proteins undergo the posttranslational modification?2019/10/202.2024/5/7 周二 一些低等生物中mRNA只经过核糖体就具有了活性，发挥它的功能，而不继续经过加工修饰变成其他种类的蛋白质;如果在高等生物中，蛋白质只经过核糖体和内质网形成的蛋白质一般适没有正常活性功能的，在进行一个系列的加工后，才能成为具有功能的成熟蛋白。3.2024/5/7 周二翻译后修饰（Post-translational modification，PTM）是指蛋白质在翻译后的化学修饰。对于大部份的蛋白质来说，这是蛋白质生物合成的较后步骤。蛋白质翻译后修饰在生命体中具有十分重要的作用。它使蛋白质的结构更为复杂，功能更为完善，调节更为精细，作用更为专一。4.2024/5/7 周二常见的蛋白质翻译后修饰过程泛素化泛素化 磷酸化磷酸化 糖基化糖基化 甲基化甲基化 乙酰化乙酰化5.2024/5/7 周二泛素化泛素（ubiquitin）：由76个氨基酸组成，高度保守，普遍存在于真核细胞内，故名泛素。泛素化（Ubiquitinated）：指泛素分子在一系列特殊的酶作用下，将细胞内的蛋白质分类，从中选出靶蛋白分子，并对靶蛋白进行特异性修饰的过程。6.2024/5/7 周二泛素化的作用泛素化对于细胞分化、细胞器的生物合成、细胞凋亡、DNA 修复、新蛋白生成、调控细胞增殖、蛋白质输运、免疫应答和应激反应等生理过程都起到很重要的作用。泛素化也是组蛋白修饰的一种重要形式。7.2024/5/7 周二具体过程泛素化修饰涉及泛素激活酶E1、泛素结合酶E2和泛素连接酶E3的一系列反应：首先，在ATP(红色所示)供能的情况下酶E1(蛋白质编号1r4n)粘附在泛素分子尾部(淡黄色所示)的Cys残基上(绿色所示,注意在这个结构中,Cys突变为Ala)激活泛素；8.2024/5/7 周二接着，E1将激活的泛素分子转移到E2酶上(蛋白质编号1fxt)，随后，E2酶和一些种类不同的E3酶共同识别靶蛋白，对其进行泛素化修饰。9.2024/5/7 周二磷酸化磷酸化（phosphorylation）：是通过蛋白质磷酸化激酶将ATP的磷酸基转移到蛋白的特定位点上的过程。大部分细胞过程实际上是被可逆的蛋白磷酸化所调控的。至少有30的蛋白被磷酸化修饰。10.2024/5/7 周二蛋白质磷酸化可发生在许多种类的氨基酸（蛋白质的主要单位）上，其中以丝氨酸为多，接着是苏氨酸。而酪氨酸则相对较少磷酸化的发生，不过由于经过磷酸化之后的酪氨酸较容易利用抗体来纯化，因此酪氨酸的磷酸化作用位置也较广为了解。除了蛋白质以外，部分核苷酸，如三磷酸腺苷（ATP）或三磷酸鸟苷（GTP）的形成，也是经由二磷酸腺苷和二磷酸鸟苷的磷酸化而来，此过程称为氧化磷酸化。另外在许多糖类的生化反应中（如糖解作用），也有一些步骤存在氧化磷酸化作用。11.2024/5/7 周二磷酸化修饰的过程12.2024/5/7 周二糖基化糖基化（glycosylation）：是在酶的控制下，蛋白质或脂质附加上糖类的过程，发生于内质网。在糖基转移酶作用下将糖转移至蛋白质，和蛋白质上的氨基酸残基形成糖苷键。蛋白质经过糖基化作用，形成糖蛋白。13.2024/5/7 周二糖基化的作用糖基化在许多生物过程中如免疫保护、病毒的复制、细胞生长、炎症的产生等起着重要的作用。此外，糖基化对蛋白的修饰的过程中，有调节蛋白质功能作用。14.2024/5/7 周二糖基化修饰的过程N-连接的糖链合成起始于内质网，完成于高尔基体。在内质网形成的糖蛋白具有相似的糖链，由Cis面进入高尔基体后，在各膜囊之间的转运过程中，发生了一系列有序的加工和修饰，原来糖链中的大部分甘露糖被切除，但又被多种糖基转移酶依次加上了不同类型的糖分子，形成了结构各异的寡糖链。糖蛋白的空间结构决定了它可以和那一种糖基转移酶结合，发生特定的糖基化修饰。15.2024/5/7 周二16.2024/5/7 周二甲基化 蛋白质的甲基化（methylation）修饰是在甲基转移酶催化下，在赖氨酸或精氨酸侧链氨基上进行的甲基化另外也有对天冬氨酸或谷氨酸侧链羧基进行甲基化形成甲酯的形式，这里主要关注前一种甲基化形式17.2024/5/7 周二 组蛋白上的甲基化修饰有赖氨酸的甲基化和精氨酸的甲基化两种，它们同转录调节和异染色体的形成有关。组蛋白乙酰化水平增加与转录活性增强有关，而组蛋白甲基化修饰的结果则相对复杂，它可以是转录增强或转录抑制组蛋白上的甲基化修饰18.2024/5/7 周二乙酰化乙酰化（acetylation）是指将乙酰基转移到氨基酸侧链基团上的过程，最常见的是组蛋白乙酰化。乙酰化分子反应式19.2024/5/7 周二组蛋白动态乙酰化修饰 可逆的组蛋白乙酰化修饰发生在核心组蛋白N端的赖氨酸上组蛋白的乙酰化，是由组蛋白乙酰转移酶(HATs)催化的，去乙酰化由组蛋白去乙酰酶(histone deacetylases，HDs或者HDACs)催化的。20.2024/5/7 周二 核心组蛋白的N-末端富含赖氨酸，生理条件下带正电，可与带负电的DNA 或相邻的核小体发生作用，导致核小体构象紧凑及染色质高度折叠。乙酰化使组蛋白与DNA 间的作用减弱，导致染色质构象松散，这种构象有利于转录调节因子的接近，从而可以和转录因子结合，促进基因的转录;去乙酰化则抑制基因转录。21.2024/5/7 周二 在体内，各种翻译后修饰过程不是孤立存在的在很多细胞活动中，需要各种翻译后修饰的蛋白共同作用 对于同一个蛋白可以拥有一种以上的后修饰过程各种翻译后修饰形式相互影响、相互协调不同翻译后修饰过程的互相协调与影响22.2024/5/7 周二谢谢观赏23.2024/5/7 周二