蛋白质翻译后修饰（Post-translational modifications, PTMs）是指在蛋白质合成后，对其氨基酸侧链或末端进行的一系列化学修饰。这些修饰极大地增强了基因编码的信息容量，为蛋白质提供了丰富的功能特性。PTMs不仅提升了蛋白质的多样性，还在细胞信号传递、蛋白质折叠、稳定性与降解、细胞周期调控以及基因表达调控等关键生物过程中发挥着至关重要的作用。本期将着重介绍磷酸化和乙酰化两种翻译后修饰，深入探讨它们在细胞生命活动中的重要性和功能。

磷酸化的作用与机制

磷酸化是最常见的翻译后修饰之一，它通过将磷酸基团（PO₄³⁻）连接到特定氨基酸残基上来改变蛋白质的功能。通常，磷酸化主要发生在丝氨酸（Serine, Ser）、苏氨酸（Threonine, Thr）和酪氨酸（Tyrosine, Tyr）残基上。丝氨酸和苏氨酸的磷酸化现象尤为普遍，酪氨酸的磷酸化则通常与细胞信号传导的调节相关。

磷酸化几乎影响着所有的细胞过程，包括：

• 信号转导：许多外部刺激可引发的级联反应中，蛋白质的磷酸化和去磷酸化是关键步骤。例如，受体酪氨酸激酶（RTKs）在细胞膜上接受生长因子信号后进行自磷酸化，进而激活下游的信号分子，如RAS、RAF、MEK和ERK，从而影响基因表达和细胞功能。
• 酶活性调节：磷酸化常作为调节酶活性的“开关”。例如，糖原磷酸化酶在未磷酸化状态下不活跃，但在特定激酶作用下被磷酸化后便可催化糖原转化为葡萄糖。
• 蛋白质定位：磷酸化可改变蛋白质的电荷特性，进而影响其与其他蛋白质或细胞器之间的相互作用，决定其亚细胞定位。
• 蛋白质-蛋白质相互作用：磷酸化位点常成为其他蛋白质识别和结合的热点，这对信号复合体的组装及调控蛋白质复合体的形成至关重要。
• 细胞周期调控：细胞周期的推进受到一系列蛋白质磷酸化事件的严格控制，比如周期蛋白依赖性激酶（CDKs）的磷酸化状态决定了关键检查点的通过。

乙酰化的作用与机制

乙酰化是指在特定氨基酸残基上添加乙酰基（CH₃CO），其中最常见的是在赖氨酸（Lysine, K）残基的ε-氨基上形成N-ε-乙酰赖氨酸。乙酰基的引入会改变赖氨酸侧链的正电荷特性，从而显著影响蛋白质的功能。

乙酰化在以下几个方面发挥重要作用：

• 染色质结构与基因表达调控：组蛋白乙酰化是表观遗传调控的典型示例。当组蛋白的赖氨酸残基被乙酰化时，它们与DNA之间的吸引力减弱，使染色质结构松散，促进基因的转录。
• 代谢酶活性调节：许多参与能量代谢的关键酶在乙酰化的影响下，其活性发生改变。例如，丙酮酸脱氢酶复合体的乙酰化状况直接影响其催化活性。
• 蛋白质稳定性与降解：乙酰化可能遮蔽泛素化位点，防止蛋白质降解，从而延长其半衰期。
• 信号传导：一些参与信号传导的蛋白质，如NF-κB，其活性受到乙酰化状态的影响。
• 细胞凋亡：P53肿瘤抑制蛋白的乙酰化状态在诱导细胞凋亡中起到关键作用，增强其转录活性，以有效激活下游凋亡相关基因。

在未来的期刊中，我们将带领读者深入探讨甲基化和糖基化这两种重要的翻译后修饰。敬请期待更多来自鸿运国际的生物医疗领域研究资讯！