组蛋白翻译后修饰的类型汇编

合集下载

组蛋白的翻译后修饰的研究

组蛋白的翻译后修饰的研究

组蛋白的翻译后修饰的研究组蛋白是蛋白质的一类,是精细结构的主要成分,也是细胞内基因表达的重要组成部分。

组蛋白的翻译后修饰是调控基因表达和细胞分化的重要机制之一,在该领域的研究不断深入,为新药研发和治疗疾病提供了新思路。

组蛋白后转移酶催化组蛋白修饰形成,而这些修饰形式——如酰化、甲基化、泛素化等——对组蛋白DNA相互作用及相互之间的纤维结构产生影响。

这些修饰还能与其他蛋白质诸如转录因子相互作用修饰,从而影响基因的表达和内部信号传递。

对于组蛋白的翻译后修饰,近年来研究者通过多种高通量技术如质谱和DNA测序等进行了广泛研究。

一些实验表明,糖基化修饰似乎是组蛋白修饰领域最新的研究热点之一。

该修饰是利用异硫氰酸酯偶联方法使组蛋白与糖基修饰剂发生偶联,获得糖基化修饰的组蛋白样品。

研究人员还发现,与不同组织或正常和异常状态相关的组蛋白与修饰不同。

在病理学研究领域,组蛋白的修饰变化和多种癌症的发生相关联,如乳腺癌和肝癌等。

这些变化有时是可逆的,并有可能是深层次修饰物的调控产物。

组蛋白翻译后修饰数据的处理和分析,伴随着革命性的Next Generation Sequencing技术的迅猛发展,也被强化,并且变得更加准确。

一系列分析工具包括FindPeaks、MACS、HOMER、ChIPseeker等已经被开发出来处理这些数据,便于特定修饰及其在基因表达调控机制中的作用的探知。

在多学科合作的前景下,以表观遗传学、分子生物学、细胞生物学等领域为基础的组蛋白修饰研究将不断深入发展,这些研究将为制定新的治疗策略和新药物发现提供支持。

例如,再生医学领域的研究者使用组蛋白的后修饰来促进干细胞分化成不同种类的细胞。

此外,还可应用组蛋白修饰在脑科学中,研究人员可以利用特定修饰来破解记忆的形成和调控机制。

总之,组蛋白翻译后修饰的研究在生物医学领域中具有重要的地位,对于深入了解基因表达和细胞分化的调控在疾病治疗中的应用,具有十分重要作用和意义。

蛋白组学翻译后修饰

蛋白组学翻译后修饰


先用糖苷内切酶消化,再用蛋白酶消化,通过 分析糖苷酶作用前后MS发生位移的肽段,即 可确定含糖基化的肽段 结合串联质谱,可进一步分析糖基化肽段的氨 基酸序列,从而发现糖基化位点
核糖核酸酶B中糖基化位点的分析
糖苷键酶F作用前
糖苷键酶F作用后 剩一个GlcNAc
氨基酸序列的测定
m/z=4792.23

翻译后化学修饰的生物学效应





泛素化对于细胞分化与凋亡、DNA 修复、免疫应 答和应激反应等生理过程起着重要作用; 磷酸化涉及细胞信号转导、神经活动、肌肉收缩 以及细胞的增殖、发育和分化等生理病理过程; 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; 脂基化对于生物体内的信号转导过程起着非常关 键的作用; 组蛋白上的甲基化和乙酰化与转录调节有关。
TSAASSSNYCNQM

RQHMDSSTSAASSSNYCNQ MMKSRNLTKDRCKPVNTF VHE
糖基化类型的分析

糖蛋白进行蛋白酶切,得到含糖肽段,对肽段直接 进行ESI-MS/MS,以及MALDI-TOF-MS的PSD, 可以直接得到单糖碎片,从而确定糖链结构。
凝集素在糖蛋白研究中的作用

真核生物的Ser,Thr,Tyr 残基. 原核生物的His,Asp,Glu
蛋白质组学在磷酸化分析中的困难




磷酸化蛋白质在细胞内的蛋白质中是相对较 低丰度的; 即使我们找到一种磷酸化蛋白质,也不能排 除有该蛋白质的其他磷酸化形式存在; 细胞内有很多磷酸酯酶,在样品处理时,这 些酶很容易将磷酸基团脱掉; 磷酸化蛋白质酶解后的磷酸化肽段,因为其 化学性质的负电性,在质谱技术中面临着难 以质子化的困难。

蛋白翻译后修饰的种类及作用

蛋白翻译后修饰的种类及作用

蛋白翻译后修饰的种类及作用蛋白翻译后修饰是指在蛋白质翻译完成之后,通过化学反应形成的一系列化学修饰,包括磷酸化、乙酰化、甲基化等。

这些修饰能够改变蛋白质的结构与功能,从而影响细胞代谢和信号传导、稳定蛋白质结构、形成蛋白复合体及转运等多个生物学过程。

一、磷酸化磷酸化是蛋白翻译后修饰中最为常见的一种方式,通过在蛋白质上加上一个磷酸根(PO4),改变蛋白质的电性、构象、酶活性、稳定性等多个方面。

磷酸可以在精氨酸、谷氨酸、丝氨酸和苏氨酸等多个氨基酸上发生磷酸化反应。

不同的磷酸酵素目标氨基酸不同,不同的磷酸化方式也会发生不同的效应,磷酸化对蛋白质的稳定性和功能具有微调作用。

二、乙酰化乙酰化是一种将乙酰基(COCH3)转移至蛋白质氨基酸上的修饰方式。

该修饰多发生在赖氨酸上,可以使相邻精氨酸和色氨酸的磷酸酶活性发生改变,还可以影响蛋白质复合体的形成,从而影响透过信号和蛋白质的细胞内运输等生物学过程。

三、甲基化在蛋白质修饰的方式中,甲基化是一种较少见的表观修饰形式,通常是通过加入顶甲基(CH3)将甲氨酸、精氨酸等还原型氨基酸上的α-氨基反应物完好加工,覆盖翻译后通过精细化的程序酶转作用而形成的反应。

甲基化参与胰岛素的受体、细胞生长等多个社会响应的调节过程。

四、硫醇化硫醇化是一种将氨基酸的硫原子和非氨基酸的硫还原作用之间发生反应,并形成二硫键的修饰方式。

该过程在蛋白构象稳定性和功能方面非常重要,除此之外,硫醇化还可以参与几乎所有的生物学过程中,其中包括氧化还原反应、复合体稳定化、细胞生长和代谢、DNA修复、信号转导等等。

五、糖基化糖基化是一种将糖分子与氨基酸残基之间结合的修饰方式。

糖基化通常发生在蛋白质的赖氨酸、α-胺基酸或酪氨酸上。

这种修饰可以影响蛋白质的稳定性和活性,还可以影响细胞生死和传递的信号、蛋白质的转运和复合体的形成等生物学过程。

六、肽链修饰蛋白翻译后肽链的修饰是指将其他季节性的氨基酸、功能元素(如模拟肽、小分子等)加入到肽链的指定位点上,从而改变蛋白质的性质与功能。

蛋白组学翻译后修饰

蛋白组学翻译后修饰
差异点分析 检测
可编辑ppt
12
抗体免疫印迹法
优点
灵敏 直观
克服同位素法的局限
无同位素污染,操作相对方便 可检测无磷酸化转换的蛋白 能区分不同残基的磷酸化
可编辑ppt
13
磷酸化肽段的分离和富集
使用磷酸化蛋白的抗体 IMAC法 磷酸基团亲和取代
可编辑ppt
14
磷酸化蛋白的抗体
蛋白质组学
浙江大学 生命科学学院
江辉
可编辑ppt
1
第五章 蛋白质 翻译后修饰的鉴定
可编辑ppt
2
蛋白质的翻译后修饰
很多前体蛋白是没有活性的,常常要进行一个系列 的翻译后加工,才能成为具有功能的成熟蛋白。
加工的类型是多种多样的,一般分为四种:
N-端fMet或Met的切除:原核生物的肽链,其N-端不保 留fMet,大约半数蛋白由脱甲酰酶(deformylase)除去 甲酰基,留下Met作为第一个氨基酸;在原核及真核细 胞中fMet或者Met一般都要被除去
二硫键的形成
化学修饰
剪切:很多的前体蛋白要经过剪切后方可成为成熟的蛋 白 ,如胰岛素
可编辑ppt
3
蛋白质的翻译后化学修饰
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。
化学修饰的类型也很多,包括磷酸化(如核糖体 蛋白的Ser,Tyr和Trp残基常被磷酸化);糖基化 (如各种糖蛋白);泛素化(要进入蛋白酶体降 解的蛋白);甲基化(如组蛋白,肌蛋白),乙 酰化(如组蛋白),羟基化(如胶原蛋白)等。
可编辑ppt
4
翻译后化学修饰的生物学效应
泛素化对于细胞分化与凋亡、DNA 修复、免疫应 答和应激反应等生理过程起着重要作用;

蛋白翻译后修饰

蛋白翻译后修饰

凋亡,从而最终发展成为癌细胞 .
2.5 磷酸化
DNA新陈代谢的研究中:细胞中DNA损伤可导致人的复制蛋 白 A(RPA)32 kD 亚基 N 端的过度磷酸化, 这有助于调控 DNA 的新陈代谢, 促进DNA 修复. 有数据显示, 过度磷酸化会 导致 RPA 构象改变 , 降低 DNA 复制的活性 , 但不会影响
泛素-蛋白酶系统是存在于所有真核生物细胞的调控
系统。降解过程中需要三种酶的参与: 泛素激活酶(E1)、
泛素结合酶(E2)和泛素蛋白质连接酶(E3)。泛素化降解
蛋白的过程中对蛋白的特异性识别依赖 E3. 由 E2s 和 E3s 介导的泛素化过程可以被去泛素化酶(DUBs)逆转.。
2.4 泛素化
目前发现的 DUBs 可分为两大类 : 泛素碳端水解酶 (ubiquitin C-terminal hydrolases,UCHs)和泛素特异性
DNA 的修复。
2.6 SUMO 化
SUMO为小泛素相关修饰物 (small ubiquitin- related modifier,SUMO)分子,是一种近年发现的泛素样分子,也参与 蛋白质翻译后修饰,但是不介导靶蛋白的蛋白酶体降解, 而 是可逆性修饰靶蛋白,参与靶蛋白的定位及功能调节过程。
3 研究方法及关键技术
蛋白酶 (ubiquitin-spicific processing proteases,
UBPs) ,两者都是半胱氨酸水解酶。泛素化降解蛋白 的过程中对蛋白的特异性识别依赖E3. 由E2s 和E3s 介导的泛素化过程可以被去泛素化酶 (DUBs)逆转通常 情况下, UCHs 主要水解羰基端的酯和泛素的氨基键,
2.3 糖基化
发生在高尔基体上:起始于丝氨酸和苏氨酸羟基 上连接N-乙酰半乳糖胺、N-乙酰葡萄糖胺、甘露糖及

组蛋白的主要修饰类型

组蛋白的主要修饰类型

组蛋白的主要修饰类型组蛋白是一种存在于细胞核中的蛋白质,具有调控基因表达和维持染色体结构的重要功能。

组蛋白的修饰是指对其进行化学修饰,通过改变组蛋白的结构和功能,从而影响染色体的结构和基因的表达。

组蛋白的主要修饰类型包括甲基化、乙酰化、磷酸化和泛素化等。

本文将分别介绍这些主要修饰类型及其在基因表达调控中的作用。

一、甲基化甲基化是指在组蛋白上添加甲基基团。

甲基化通常发生在组蛋白N 端的赖氨酸残基上,也可以发生在其他氨基酸残基上。

甲基化可以通过甲基转移酶催化完成。

甲基化可以影响染色体的结构和基因的表达。

在某些情况下,甲基化可以抑制基因的转录,从而起到基因沉默的作用;在另一些情况下,甲基化可以促进基因的转录,起到激活基因的作用。

二、乙酰化乙酰化是指在组蛋白上添加乙酰基团。

乙酰化通常发生在组蛋白的赖氨酸残基上,通过组蛋白乙酰转移酶催化完成。

乙酰化可以改变组蛋白的电荷性质,从而影响其与DNA的结合能力,进而影响基因的转录激活。

此外,乙酰化还可以增加组蛋白的稳定性,促进染色质的松弛,从而有利于基因的转录。

三、磷酸化磷酸化是指在组蛋白上添加磷酸基团。

磷酸化通常发生在组蛋白的丝氨酸、苏氨酸或酪氨酸残基上,通过激酶催化完成。

磷酸化可以改变组蛋白的结构和功能,从而影响染色体的结构和基因的表达。

在某些情况下,磷酸化可以促进染色质的松弛,增加基因的转录活性;在另一些情况下,磷酸化可以抑制基因的转录。

四、泛素化泛素化是指在组蛋白上添加泛素基团。

泛素化通常发生在组蛋白的赖氨酸残基上,通过泛素连接酶催化完成。

泛素化可以标记组蛋白,促使其被降解或参与细胞过程。

泛素化还可以影响组蛋白的相互作用和结构,从而影响染色体的结构和基因的表达。

组蛋白的甲基化、乙酰化、磷酸化和泛素化是其主要的修饰类型。

这些修饰可以改变组蛋白的结构和功能,从而影响染色体的结构和基因的表达。

通过对这些修饰的研究,可以更好地理解基因表达调控的机制,并为相关疾病的治疗提供新的思路和方法。

蛋白质翻译后修饰——末端修饰(氨基末端、羧基末端)——加密版

蛋白质翻译后修饰——末端修饰(氨基末端、羧基末端)——加密版

蛋白质翻译后修饰——末端修饰(氨基末端、羧基末端)(~~by luckyboy)(微生物班、精简打印、元旦巨献版)在核糖体上翻译的时候,当氨基酸添加到新生多肽之后,在体内氨基酸残基会发生各种各样的共价修饰。

I、氨基端的修饰初生蛋白的第一个氨基酸的命运:在细菌中:在细菌中生物合成蛋白质的第一步一般是甲酰甲硫氨酰-tRNAfmet和第二个氨酰tRNA通过肽键合成,因此初生蛋白质存在一个甲酰甲硫氨酰位点。

在真核生物中:虽然N末端甲硫氨酰位点从第一个甲硫氨酸获取在成熟蛋白质中很常见,N末端的α-甲基一般很快会被移除,接着在大多数情况下甲硫氨酸残基会被断裂下来。

这个作用是依靠甲硫氨酸氨基肽酶的作用,并且这个裂解过程由第二个残基控制。

(1)在酵母中(啤酒酵母):如果倒数第二个氨基酸残基有一个0.129nm或更小的回转半径的时候,甲硫氨酸会被完完全全的裂解掉(这些氨基酸有:Gly, Ala, Ser, Cys, Thr, Pro, Val)(3)在真菌或哺乳动物的线粒体中:起始甲硫氨酸的不被去除,但在植物的线粒体中还是会发生的。

在工程菌中:在大肠杆菌中过量表达的蛋白质通过质粒技术会导致一种甲硫氨酸残基保留的不正常现象。

一、乙酰化1.N端a-乙酰基修饰(a-acetyl)在蛋白质中是很普遍的在Ehrlich ascite 细胞中:大概有80%的可溶蛋白是N端a-乙酰基修饰的。

在高等真核生物中:有证据表明在这些细胞中氨基酸末端乙酰化是非常普遍的,几乎可以作为高等真核生物蛋白质的一个典型标志。

在低等真核生物中:N端a-乙酰基的比例比较低,但还是存在的2. N端a-乙酰基化修饰通常是翻译中同时发生的,一般发生在新生肽链大约40个残基长的时候3.N端残基乙酰化修饰的频率(概率)是不同的:一般Ala,Ser > Met,Gly, Asp > Asn,lle,Thr,Val > 其他氨基酸残基(1)在高等真核生物中的蛋白质比细菌或真菌中的蛋白质更可能发生乙酰基修饰(2)在大肠杆菌中表达的真核细胞蛋白部分发生乙酰化。

翻译后修饰蛋白组分析

翻译后修饰蛋白组分析

翻译后修饰蛋白组分析蛋白质翻译后修饰(PTMs)是指蛋白质在翻译中或翻译后的化学修饰过程。

蛋白质翻译后修饰(PTMs)通过给蛋白质添加磷酸酯,乙酸酯,酰胺基或甲基等官能团增加蛋白质组的功能多样性,并影响正常细胞生物学和发病机理的几乎所有方面。

蛋白质翻译后修饰在许多细胞过程中起着关键作用,如细胞分化、蛋白质降解、信号传导和调节过程、基因表达调节以及蛋白质相互作用。

蛋白质翻译后修饰PTMs通常包括磷酸化,糖基化,泛素化,亚硝基化,甲基化,乙酰化,脂质化和蛋白水解。

因此,PTM的特征(包括修饰类别和修饰位点)在细胞生物学以及疾病诊断和预防研究中至关重要。

蛋白质翻译后修饰(PTMs)受许多因素影响,鉴定过程比较繁琐。

例如:大多数翻译后修饰水平很低。

因此,在鉴定之前必须对修饰蛋白进行富集。

此外,修饰的稳定性以及质谱的检测效率也是PTMs分析过程中的关键因素。

百泰派克生物科技搭建有高级的分析平台,可用于表征各种翻译后修饰(PTM)。

BTP-蛋白质翻译后修饰鉴定能够解决的生物学问题百泰派克公司采用Thermo Fisher的Q ExactiveHF质谱平台,Orbitrap Fusion质谱平台,Orbitrap Fusion Lumos质谱平台结合Nano-LC,为广大科研工作者提供磷酸化/糖基化/泛素化/乙酰化/甲基化/二硫键/亚硝基化等翻译后修饰鉴定。

蛋白质氨基酸序列的特定位置可以与化学基团或者小分子量的蛋白共价结合从而发生蛋白质翻译后修饰(post-translational modifications,PTMs),相较于没有发生修饰的蛋白,PTMs会导致特定序列分子量的增加。

在蛋白翻译后修饰方式的鉴定过程中,蛋白会首先被酶切成肽段,然后进入质谱进行分析;通过质谱分析,得到的是一系列肽段的分子质量信息。

对于某一个特定肽段而言,在没有发生任何翻译后修饰的情况下,其序列信息和分子量是确定的;蛋白质翻译后修饰方式鉴定示意图当它发生了某种翻译后修饰之后,例如磷酸化修饰,由于序列信息和分子量是确定的,磷酸根的分子量也是确定的;在质谱检测过程中发现其中的部分肽段的分子量刚好增加了一个磷酸根的分子量,假设这个肽段就发生了磷酸化修饰,再通过二级质谱图进行二次确认。

蛋白质翻译后修饰及其功能

蛋白质翻译后修饰及其功能

蛋白质翻译后修饰及其功能
蛋白质的修饰指的是对蛋白质分子的化学结构进行改变,从而影响蛋白质的功能和活性。

蛋白质修饰通常可以分为两大类:翻译后修饰和转录后修饰。

1.翻译后修饰:指的是在蛋白质合成完成后,通过一系列酶催化反应对蛋白质分子的氨基酸残基进行的化学修饰。

常见的翻译后修饰包括:-磷酸化:将磷酸基团(PO4)添加到蛋白质分子上,通过调节蛋白质的构象和活性,参与细胞信号转导、基因表达等过程。

-甲基化:在蛋白质的赖氨酸残基上添加甲基基团(CH3),参与DNA 修复、转录调控等生物学过程。

-乙酰化:在蛋白质的赖氨酸残基上添加乙酰基团(CH3CO),参与细胞代谢、染色体结构的调控等过程。

-泛素化:在蛋白质分子上附加小型蛋白物质泛素,参与蛋白质的降解、DNA修复等过程。

2.转录后修饰:指的是在蛋白质合成后,由酶催化将其他化学分子如糖类、脂类等与蛋白质分子非共价地连接起来,从而改变蛋白质的结构和性质。

常见的转录后修饰包括:
-糖基化:将糖类分子附加到蛋白质分子上,形成糖蛋白;参与细胞信号传导、免疫应答等过程。

-脂基化:将脂类分子如脂肪酸、胆固醇等附加到蛋白质分子上,形成脂蛋白;参与细胞信号传导、细胞膜的结构和功能调节等过程。

-辅酶修饰:将辅酶分子如辅酶A、辅酶FAD等与蛋白质分子结合,
参与能量代谢、酶催化等生物过程。

这些修饰能够调节蛋白质的稳定性、活性和功能,在细胞过程中起着
重要的调控作用。

不同的修饰方式和位置会导致蛋白质的不同功能和亚型,从而在生物体内发挥不同的生理作用。

基因编码的蛋白质中的翻译后修饰

基因编码的蛋白质中的翻译后修饰

基因编码的蛋白质中的翻译后修饰翻译后修饰是指在蛋白质翻译完成之后,在蛋白质分子上发生的化学修饰过程。

这些化学修饰在蛋白质的空间结构、稳定性、活性、运输等方面起到至关重要的作用。

在翻译后修饰过程中,基因编码的蛋白质将接受不同的化学修饰,这些修饰常常会将蛋白质从原始状态转化为更复杂的结构,并影响蛋白质的功能调节以及相互作用方式。

下面我们将简要介绍几种常见的翻译后修饰类型。

1. 磷酸化磷酸化是最常见的翻译后修饰方式之一,它涉及到磷酸对蛋白质中氨基酸络合物的连接。

磷酸化修饰通常由哺乳动物细胞负责的磷酸化酶系统完成,这些酶的活性在很大程度上与蛋白质调节和适应性有关。

例如,肌动蛋白可以通过顺式磷酸化增加其活性,并在肌肉收缩中发挥关键作用。

相反,代谢酶乳酸脱氢酶的磷酸化可能导致其活性降低,从而对产酸过程造成负面影响。

2. 甲基化甲基化是一种在蛋白质翻译过程之后发生的修饰方式。

通过这种方式,甲基转移酶将甲基基团附加到氨基酸侧链上,通常是赖氨酸和精氨酸类氨基酸上。

这种修饰在各种生物过程中都非常重要,特别是在基因表达和细胞信号传递中。

事实上,许多疾病,包括肿瘤和神经系统疾病等,都涉及到甲基化的失调。

3. 糖基化糖基化是指糖分子与蛋白质中的氨基酸残基发生环糊精化学修饰。

这种修饰方式可以对蛋白质的性质和功能产生明显的影响,并在许多临床疾病中扮演重要的角色。

例如,糖基化修饰已经被证明涉及心血管和神经系统疾病的进展和恶化。

4. 醛基化醛基化是指蛋白质中的亲水性残基如羟基和氨基与代表反应物或代表产物的一类活性醛物质如丙酮和甲醛之间发生复杂的分子反应。

它破坏了细胞内蛋白质的结构和功能,从而影响细胞的代谢过程。

醛基化在衰老过程中也发挥了很大的作用。

总之,翻译后修饰是一种重要的蛋白质的化学修饰方式,可以极大地影响蛋白质的结构和功能。

将对翻译后修饰进行更深入的研究将会选择理解蛋白质生物学和生长中的许多动态的过程。

在敢于深入探究翻译后修饰过程的同时,我们需要重视一些翻译后修饰可能对人体健康有害的影响,并寻求更好的治疗方案。

蛋白质表达过程中翻译后修饰作用的阐述

蛋白质表达过程中翻译后修饰作用的阐述

蛋白质表达过程中翻译后修饰作用的阐述蛋白质是生物体内最基本的功能分子之一,扮演着许多生命过程中重要的角色。

蛋白质的合成包括转录和翻译两个主要步骤。

在翻译过程中,mRNA的编码信息被转化成具有功能和结构的蛋白质。

然而,翻译仅仅是蛋白质合成的第一步,翻译后修饰则是决定蛋白质功能和结构的重要环节。

翻译后修饰是指蛋白质在翻译完成后,通过一系列的化学反应和修饰酶的作用,调整其结构和功能。

这些修饰可以包括磷酸化、甲基化、乙酰化、酰化和糖基化等不同类型的化学修饰。

下面将详细介绍其中的几种修饰作用。

一、磷酸化修饰磷酸化是蛋白质翻译后修饰中最常见的一种类型。

磷酸化修饰通过将磷酸基团添加到特定的氨基酸残基上,如丝氨酸、苏氨酸和酪氨酸,改变蛋白质的电荷性质和结构,从而影响其功能和相互作用。

磷酸化修饰在细胞信号传导、基因表达调控和细胞凋亡等生物过程中起着重要的调控作用。

二、甲基化修饰甲基化修饰是一种将甲基基团添加到蛋白质氨基酸残基上的修饰方式。

这种修饰通常发生在赖氨酸、精氨酸和组氨酸残基上。

甲基化修饰可以调节蛋白质的结构和功能,影响其相互作用和定位。

举例来说,组蛋白的甲基化修饰在染色质结构和基因表达调控中起到了重要的作用。

三、乙酰化修饰乙酰化修饰是一种将乙酰基团添加到蛋白质氨基酸残基上的修饰方式。

乙酰化修饰常见于赖氨酸残基上。

乙酰化修饰可以改变蛋白质的电荷性质和结构,影响蛋白质的稳定性、活性和亲和力。

例如,组蛋白在染色质重塑和基因表达调控中的乙酰化修饰是非常重要的。

四、酰化修饰酰化修饰是一种将酰基团(如丁酰、戊酰等)添加到蛋白质氨基酸残基上的修饰方式。

酰化修饰可以调节蛋白质的结构和功能,改变其活性、稳定性和亲和力。

例如,转录因子的酰化修饰可以调控基因的表达水平。

五、糖基化修饰糖基化修饰是指将糖基团添加到蛋白质上的修饰方式。

糖基化修饰通常发生在赖氨酸、赖氨酸和苏氨酸残基上。

糖基化修饰可以影响蛋白质的稳定性、定位和相互作用。

蛋白质翻译后修饰及其功能意义

蛋白质翻译后修饰及其功能意义

蛋白质翻译后修饰及其功能意义蛋白质是构成生物体细胞的基本分子之一,其功能也十分重要,例如酶类催化反应、调节细胞功能、信号转导、结构支持等等。

在生物体内,蛋白质的生物合成是通过翻译来实现的,但翻译后的蛋白质还需要进行进一步的修饰才能发挥其功能。

本篇文章将会介绍几种常见的蛋白质修饰及其功能意义,让我们深入了解蛋白质的生物合成过程。

1. 磷酸化修饰磷酸化修饰是丝氨酸、苏氨酸和酪氨酸上的磷酸酰基与蛋白质结合而形成的一种化学修饰。

通过磷酸化修饰,蛋白质的功能会得到很大的改变,例如能够通过与其他蛋白质的结合产生新的物质,或者在细胞内定位发生变化,或者通过其他机制来改变它的酶活性。

许多酶类、受体、离子通道和细胞骨架蛋白都是通过磷酸化修饰发挥其功能的。

比如,在细胞信号传递中,磷酸化常被用来激活或抑制特定的酶,或传递特定的信号。

2. 乙酰化修饰乙酰化是一种化学修饰,即乙酰辅酶A作为基质,与蛋白质上的赖氨酸残基结合,形成乙酰化修饰。

这种修饰方式广泛存在于细胞核、线粒体和质体中,并且是动物、植物和真菌细胞生存所必需的。

通过乙酰化修饰,可以改变蛋白质的空间结构、信号转导、基因转录和泛素化等。

乙酰化修饰在细胞核中发挥着重要作用,因为许多组蛋白都存在乙酰化修饰。

组蛋白乙酰化修饰可影响基因转录和基因表达。

同时,在线粒体中,蛋白质的乙酰化修饰则会影响到能量代谢的调节。

3. 糖基化修饰糖基化修饰是通过附加糖预饰物,将糖基转化为氨基酸残基的一种化学修饰。

其存在的基本原因是为了保护蛋白质,使其与环境中的因素隔离开来,例如抗体的糖基化修饰,可以提高其免疫系统的识别性,从而增加生物体的保护能力。

糖基化修饰对于蛋白质的稳定性和功能起到很大的作用。

比如,在结构蛋白中,糖基化可以改变分子特征,如分子大小、极性、电荷等,从而影响蛋白质的可溶性,稳定性和可视性。

此外,糖基化也可以调节反应的速率和特异性。

4. 硫酸化修饰硫酸化修饰是由酪氨酸残基上的硫酸酰基与蛋白质结合而形成的一种化学修饰。

简述组蛋白的主要修饰类型并说出其功能

简述组蛋白的主要修饰类型并说出其功能

简述组蛋白的主要修饰类型并说出其功能组蛋白是染色质的基本组成部分,在细胞核内包含DNA序列,与DNA序列的紧密度及顺序相关联。

然而,不同的细胞类型、生命周期和环境因素会对组蛋白进行不同的修饰,进而影响染色质的结构和功能。

组蛋白修饰可以分为两类:一类是通过化学修饰改变染色质基因后果的共价修饰,另一类是针对其表现和定位调整组分交流的非共价修饰。

1. 共价修饰(1)糖基化糖基化的过程可以分为两类:N-糖基化和O-糖基化。

N-糖基化是将糖基转移到组蛋白丝氨酸或谷氨酰胺上,而O-糖基化是将糖基转移到组蛋白羟赖氨酸残基上。

糖基化可以在某种程度上改变组蛋白的空间构象,影响其结构和功能。

甲基化主要发生在赖氨酸的侧链上,另外也有少部分发生在精氨酸的侧链上。

组蛋白的甲基化修饰通常与基因表达水平和染色质结构有关,且与癌症、神经退行性疾病和心血管疾病等疾病的发生有关。

(3)乙酰化乙酰化一般是使组蛋白染色质更具松散性,加强基因转录,并且与代谢调控有关。

特别是,组蛋白乙酰化通常与染色质转录激活状态有关,因此在基因的组织特异性和细胞发育过程中起着重要的作用。

(4)磷酸化磷酸化修饰可以影响组蛋白的结构、位置和交流。

主要是通过改变电荷状态,促进发生组蛋白和其他分子之间的相互作用和响应,影响基因表达和细胞增殖等生物过程。

(1)核小体重排核小体重排是一种有趣的修饰,涉及组蛋白结合于DNA至一定距离。

目的是在溶液中重新安排DNA和组蛋白构成的核小体,在生理和病理过程中起到了平衡和适应的作用。

一些反复中度的DNA包装缺陷可能导致健康问题。

(2)RNA介导的修饰RNA介导的修饰是一种新型的非共价修饰方式,因其调节基因组表达而受到广泛关注。

这种修饰是利用非编码RNA或获得性RNA靶向某些组蛋白质类分子的整合,改变其位置和交流形式,从而影响基因组活动并调用不同的基因网络。

总之,组蛋白不同的修饰类型可与每个个体的基因组变异和外部环境作用或毒素有关,并可以影响市场疾病的治疗和预防。

简述蛋白质翻译后修饰的种类、机制及功能

简述蛋白质翻译后修饰的种类、机制及功能

简述蛋白质翻译后修饰的种类、机制及功能蛋白质是细胞的主要结构单位,发挥着重要的生物学功能,如细胞内代谢、细胞信号传导、控制细胞增殖和迁移以及促进细胞的分化。

在蛋白质的生物合成中,翻译后修饰是最为常见的一种,可以有效地改变蛋白质的性质、活性、结构和功能。

蛋白质翻译后修饰又称为蛋白质修饰,它是一种由核酸合成反应转化为蛋白质形式的修饰反应,它中的翻译后修饰反应是指在蛋白质翻译结束之后发生的反应。

蛋白质的翻译后修饰反应分为多种类型。

除了添加氨基酸外,还包括蛋白质的乙酰化、羟乙酰化、羧化、酰化、磷酸化、糖基化、脱氨酶化等。

第一类是添加氨基酸,包括肽链添加氨基酸,如蛋白质的翻译后乙酰化、羧化、磷酸化等,以及蛋白质翻译后糖基化、脱氨酶化等。

肽链添加氨基酸可以改变蛋白质的性质、结构和功能,其改变的范围包括蛋白质的非特异性亲和力,蛋白质的稳定性,蛋白质的活性,蛋白质的质子穿透等。

第二类是翻译后乙酰化,这种修饰可以改变蛋白质的亲和力和活性,控制蛋白质的交联程度,并对蛋白质的功能有影响。

乙酰化反应也可以促进蛋白质与其他蛋白质之间的相互作用,从而允许蛋白质集合形成复杂的结构,如细胞表面受体和核膜蛋白等。

第三类是翻译后羟乙酰化,这种反应也可以影响蛋白质的活性和亲和力,并可能改变蛋白质的稳定性和功能,其影响与乙酰化反应相似,但乙酰化更易受激活。

羟乙酰化反应也可以与乙酰化反应一起发挥重要作用,以调节蛋白质的稳定性、活性和功能。

第四类是翻译后羧化,这种修饰可以影响蛋白质的活性和亲和力,调节蛋白质与细胞表面受体之间的相互作用。

羧化反应也可以改变蛋白质的结构和活性,以调节蛋白质的稳定性、活性和功能。

第五类是蛋白质翻译后酰化修饰,酰化反应可以影响蛋白质的活性和亲和力,改变蛋白质的结构,从而影响蛋白质的稳定性、活性和功能。

第六类是蛋白质翻译后磷酸化修饰,这种反应可以通过调节蛋白质的活性、稳定性和功能来影响蛋白质的表达。

磷酸化反应也可以通过改变蛋白质的活性来控制细胞中的信号传导。

蛋白翻译后修饰(研究生高级生化)

蛋白翻译后修饰(研究生高级生化)

蛋白翻译后修饰(研究生高级生化)蛋白翻译后修饰(齐以涛老师)上课老师没说重点1.蛋白的概念:由许多氨基酸通过肽键相连形成的高分子含氮化合物。

2.蛋白后修饰概念和意义(PPT4-5)3.蛋白后修饰种类1.切除加工2. 糖基化3.羟基化4.甲基化5.磷酸化?6.乙酰化?7.泛素化200. …8.类泛素化?9.…?磷酸化修饰1.概念:磷酸化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2.作用位点:丝氨酸、苏氨酸和酪氨酸是主要的磷酸化氨基酸,大多数磷酸化蛋白质都有多个磷酸化位点,并且其磷酸化位点是可变的。

3.实例(MAPK途径):分裂原活化的蛋白激酶(MAPK)、分裂原活化的蛋白激酶的激酶(MAPKK)、分裂原活化的蛋白激酶的激酶之激酶(MAPKKK)。

在真核细胞中,这3种类型的激酶构成一个MAPK级联系统(MAPK cas cade),通过MAPKKK-MAPKK-MAPK逐级磷酸化,将外来信号级联放大并传递下去。

具体过程如下:MAPKKK位于级联系统的最上游,能够通过胁迫信号感受器或者信号分子的受体,或者其本身就直接感受胞外信号刺激而发生磷酸化?MAPKKK磷酸化后变为活化状态,可以使MAPKK磷酸化MAPKK始终存在于细胞质中,MAPKK磷酸化以后通过双重磷酸化作用将MAPK激活MAPK被磷酸化后有3种可能的去向:(1)停留在细胞质中,激活一系列其它的蛋白激酶(2)在细胞质中使细胞骨架成分磷酸化(3)进入细胞核,通过磷酸化转录因子,调控基因的表达4.功能和意义:一:调节酶蛋白及生理代谢①糖分解代谢中糖原磷酸化酶活性的调节,被磷酸化的酶具有活性,去磷酸化的酶无活性②磷酸化或去磷酸化使胞内已存在酶的活性被激活或失活,调节胞内活性酶的含量二:调节转录因子活性转录因子通常包含DNA结合结构域和转录激活结构域.转录因子在转录激活结构域或调控结构域发生磷酸化,直接影响其转录活性. c-Jun转录激活结构域的两个丝氨酸残基磷酸化,正调控c-Jun的转录活性.三:调节转录因子核转位TGF-b与其I型、II型受体结合,结合后的TGF-b I型受体识别R-Smad包括Smad2和Smad3,作用于C末端的丝氨酸使其磷酸化而被激活,激活后的R-Smad与Smad4结合转入细胞核内,发挥转录调节活性NF-kB与其抑制因子IkB形成复合体时存在于胞质。

简述蛋白质翻译后修饰的种类、机制及功能

简述蛋白质翻译后修饰的种类、机制及功能

简述蛋白质翻译后修饰的种类、机制及功能
蛋白质是有机体生存、发展以及所有生命活动的基础,它具有多样化的功能,
通常要经过后修饰才能最大程度发挥其效果。

蛋白质后修饰方式涵盖了多种因素,包括机制、功能以及类型等,能够发挥其强大的建筑功能,帮助有机体实现稳定的发展。

一般来说,蛋白质翻译后的修饰机制主要分为两类,即非稳态修饰机制和稳态
修饰机制。

非稳态修饰机制是针对蛋白质翻译之后的基因突变而调节的,它的作用是把转录的蛋白质与转录产物紧密结合起来。

稳态修饰机制是一种调节蛋白质翻译后性质的机制,它使蛋白质拥有更丰富的活性,使后续的表达可以顺利进行。

蛋白质翻译后的修饰类型有许多,其中包括磷酸化、乙酰化、甲基化、酰胺化、将尚、乙酰谷氨酰胺化等。

它们的作用各有不同,比如,磷酸化是激活信号传导蛋白质的最重要的方法之一,甲基化显著影响分子的转录和翻译,乙酰化激活蛋白质亲和力,增强其对细胞内部结构进行钳定的能力。

而将尚则是改变蛋白质的折叠和稳定性,从而维持蛋白质结构最佳性能。

蛋白质翻译后修饰的功能十分复杂,它能够建立一个梯形型的调节机制,使细
胞内外的环境调节更加灵活、多样化,同时又拥有特有的结构性能。

蛋白质的翻译后修饰不仅涵盖了多种机制,还可以促进蛋白质的活性,同时可以保持生物多样性,从而帮助调节机体的稳定发展。

因此可以看出,蛋白质翻译后修饰具有强大的建筑功能,是实现生物自身动态发展的重要组成部分。

蛋白质翻译后修饰与信号转导

蛋白质翻译后修饰与信号转导

蛋白质翻译后修饰与信号转导蛋白质是生命体中重要的分子之一,承担着细胞运转、物质代谢和信息传递等多种生理功能。

蛋白质在合成后并非最终形态,而是需要进行多种修饰后才能达到其最终功能。

这些修饰包括翻译后修饰和质抗修饰等。

本文将主要探讨蛋白质翻译后修饰与信号转导的关系。

一、蛋白质翻译后修饰的种类目前已知的蛋白质翻译后修饰种类非常多,包括糖基化、乙酰化、磷酸化、脂肪酰化、甲基化、磷酸亚化、氨基酸酰化、蛋白双硫键形成等等。

每种修饰都可以对蛋白质的功能、稳定性、定位和交互等方面产生影响。

其中,糖基化是最为常见的一种修饰方式,约有一半的蛋白质会在翻译后进行糖基化修饰。

糖基化的主要作用是改变蛋白质的电性、溶解性、稳定性和识别性,同时也有助于调控蛋白质的分泌、定位和交互等生物学特性。

二、蛋白质翻译后修饰与信号转导的联系信号转导是细胞内外环境信息传递的过程,参与者包括细胞膜、信号分子、受体蛋白和调节蛋白等。

蛋白质的修饰与信号转导密切相关,下面将介绍几种代表性的蛋白质修饰与信号转导的联系。

1. 磷酸化修饰与MAPK信号通路MAPK信号通路是一种从细胞膜向细胞核传递信号的过程,参与者包括受体酪氨酸激酶、MAPK激酶、MAPK底物、激酶激活剂等。

该信号通路在多种生物学过程中都起着重要作用,如细胞生长、细胞周期调节、细胞凋亡等。

MAPK信号通路的激活需要受体酪氨酸激酶经过自磷酸化后激活MAPK激酶,再由MAPK激酶对MAPK底物进行磷酸化,从而调节底物的活性。

而磷酸化修饰作为MAPK信号通路的重要环节,不仅能够调节MAPK蛋白的激活状态,还能够影响其交互伴侣的结合、转运和降解等。

例如,在细胞凋亡过程中,必须经过磷酸化修饰后才能激活MAPK-JNK蛋白,从而促进细胞凋亡。

2. 乙酰化修饰与转录调控转录是生命体中重要的基因表达过程,参与者包括转录因子、RNA聚合酶、启动子和顺式作用元件等。

转录调控是转录过程中重要的调控机制,调控因子包括乙酰化转录因子、去乙酰化酶、组蛋白转移酶等。

什么是蛋白质后修饰详解磷酸化甲基化和乙酰化等常见蛋白质后修饰方式

什么是蛋白质后修饰详解磷酸化甲基化和乙酰化等常见蛋白质后修饰方式

什么是蛋白质后修饰详解磷酸化甲基化和乙酰化等常见蛋白质后修饰方式什么是蛋白质后修饰?详解磷酸化、甲基化和乙酰化等常见蛋白质后修饰方式蛋白质是生物体内最基本的分子结构之一,它们在细胞的结构与功能上起着至关重要的作用。

然而,蛋白质通过被一系列特定的化学修饰方式进行后修饰,才能发挥其多样化的功能。

蛋白质后修饰是指蛋白质在翻译完成后,通过特定的酶促反应,在其分子结构上引入不同的化学修饰,从而改变或增强其功能。

本文将详细介绍几种常见的蛋白质后修饰方式,包括磷酸化、甲基化和乙酰化。

一、磷酸化(Phosphorylation)磷酸化是蛋白质后修饰中最为常见的类型之一。

它通过酶催化使蛋白质上的羟基(OH-)与磷酸根离子(PO4^3-)结合,导致蛋白质的结构与功能发生变化。

磷酸化修饰在调节细胞内信号传导、基因表达、细胞凋亡等方面起关键作用。

例如,磷酸化可以改变蛋白质的电荷分布,影响其与其他分子的相互作用,从而调节细胞内的信号转导。

此外,磷酸化还能改变蛋白质的空间构象,调节其与DNA或其他蛋白质的结合能力。

二、甲基化(Methylation)甲基化是一种通过加入甲基(CH3)基团来修饰蛋白质的方式。

在蛋白质甲基化过程中,甲基转移酶将甲基从S-腺苷甲硫氨酸(SAM)转移到蛋白质中的靶位点,并与特定的氨基酸残基如赖氨酸(Arg)或组氨酸(Lys)、脯氨酸(Pro)等发生共价结合。

蛋白质甲基化修饰可以影响蛋白质的稳定性、亚细胞定位以及与其他蛋白质的相互作用。

同时,甲基化还在基因转录调控中发挥重要的作用,通过对DNA结构的调控来影响基因的表达。

最典型的例子是DNA甲基化,它可以抑制某些基因的转录,从而调节基因的表达水平。

三、乙酰化(Acetylation)乙酰化是一种通过加入乙酰(CH3CO-)基团来修饰蛋白质的方式。

乙酰化修饰与蛋白质表面的赖氨酸残基结合,通过乙酰转移酶催化乙酰基的转移。

乙酰化修饰在蛋白质功能上发挥着重要的作用。

组蛋白翻译后修饰的类型

组蛋白翻译后修饰的类型

组蛋白翻译后修饰的类型组蛋白翻译后修饰的类型组蛋白和组蛋白翻译后修饰通过影响染色质的结构来调控基因的表达,目前已成为表观遗传学研究的焦点之一。

染色质是一系列核小体相互连接成的念珠状结构。

核小体的核心是由组蛋白H2A 、H2B、H3 、H4各两个分子构成的八聚体, 在八聚体的表面缠绕有1.75圈的双螺旋DNA。

相邻的两个核小体之间由DNA连接, 称为纤丝(fiber), 在纤丝部位结合有组蛋白分子H1。

在组蛋白H1存在时,核小体之间紧密接触,形成直径为10nm的纤维状结构。

这就是染色体构型变化的一级结构。

在染色质中, DNA 和组蛋白是染色质的稳定成分,组蛋白与DNA的含量之比接近1∶1 。

组蛋白是染色质的主要蛋白质成分,通过带正电荷的氨基末端区域与带负电荷的DNA 骨架相互作用, 对基因的表达有重要调控作用。

染色体活性调控的一个重要的机制是组蛋白的可逆共价修饰,通常容易发生在组蛋白H3和H4的N端尾部,组蛋白H2A和H2B的N和C末端,包括甲基化,乙酰化,磷酸化,ADP-核糖基化,泛素化和小分子类泛素化修饰,这些翻译后修饰可改变组蛋白与DNA之间的相互作用,影响调控复合物与染色质结合的能力及染色质重塑,进而影响着细胞的多种功能。

⒈甲基化组蛋白甲基化是由组蛋白甲基化转移酶(histonemethyltransferase,HMT)完成的。

甲基化可发生在组蛋白的赖氨酸和精氨酸残基上,而且赖氨酸残基能够发生单、双、三甲基化,而精氨酸残基能够单、双甲基化,这些不同程度的甲基化极大地增加了组蛋白修饰和调节基因表达的复杂性。

甲基化的作用位点在赖氨酸(Lys)、精氨酸(Arg)的侧链N原子上。

组蛋白H3的第4、9、27和36位,H4的第20位Lys,H3的第2、l7、26位及H4的第3位Arg都是甲基化的常见位点。

研究表明·,组蛋白精氨酸甲基化是一种相对动态的标记,精氨酸甲基化与基因激活相关,而H3和H4精氨酸的甲基化丢失与基因沉默相关。

组蛋白的主要修饰类型

组蛋白的主要修饰类型

组蛋白的主要修饰类型组蛋白是构成染色体的基本单位,形成纤维状结构。

组蛋白修饰是在基因转录调控、染色体构象变化、DNA复制和修复等基本生物学过程中起重要作用的一种生物化学修饰。

组蛋白修饰通常包括翻译后修饰和修饰后翻译两个步骤。

其中重要的是后续修饰,包括甲基化、乙酰化、泛素化、Phospho修饰、天冬氨酸酰化和葡萄糖甘酰化等。

其中,甲基化和乙酰化是最常见的组蛋白修饰种类之一。

一、组蛋白甲基化组蛋白甲基化是一种重要的翻译后修饰,影响染色质动态,参与细胞分化、基因表达调控和癌癌转化等过程。

组蛋白甲基化是通过甲基转移酶对组蛋白的赖氨酸残基进行甲基化,形成的酰胺结构。

不同的组蛋白甲基化状态在染色质功能上有不同的含义,例如,二甲基化的赖氨酸可以形成静默染色质的标志。

二、组蛋白乙酰化组蛋白乙酰化是一种广泛存在于真核生物中的翻译后修饰。

组蛋白乙酰化是由组蛋白乙酰转移酶对组蛋白赖氨酸残基进行乙酰化,形成一个酯键,同时将正电荷中心中的部分减少,影响染色质的构象和作用。

组蛋白乙酰化被认为是染色质“松弛”的标志之一,这种松弛状态有利于基因表达、DNA修复和DNA复制等过程的进行。

三、组蛋白泛素化组蛋白泛素化是一种重要的翻译后修饰。

这种修饰是通过酶系统将一个21kD的泛素蛋白共价连接到组蛋白分子上,形成共价酯键。

组蛋白泛素化可以产生不同的效应,包括染色质紧缩、染色质开放、DNA特异性修复和DNA复制。

除此之外,组蛋白泛素化还参与了DNA损伤应答、转录调控和染色质动态调节等生物学过程。

四、组蛋白Phospho修饰组蛋白phospho修饰是一种重要的后翻译修饰。

通过磷酸酶将磷酸基团附着在特定的残基上,从而产生组蛋白phospho修饰。

组蛋白Phospho修饰参与细胞周期、细胞增殖和转录调控等生物学过程。

五、组蛋白天冬氨酸酰化组蛋白天冬氨酸酰化是一种后翻译修饰。

这种修饰是通过组蛋白转移酶将天冬氨酸残基与乙酰CoA共同作用,形成氨基酸残基的酰化,从而产生组蛋白天冬氨酸酰化。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

组蛋白翻译后修饰的
类型
组蛋白翻译后修饰的类型
组蛋白和组蛋白翻译后修饰通过影响染色质的结构来调控基因的表达,目前已成为表观遗传学研究的焦点之一。

染色质是一系列核小体相互连接成的念珠状结构。

核小体的核心是由组蛋白
H2A、H2B H3、H4各两个分子构成的八聚体,在八聚体的表面缠绕有1.75圈的双螺旋DNA相邻的两个核小体之间由DNA连接,称为纤丝(fiber), 在纤丝部位结合有组蛋白分子H1。

在组蛋白H1存在时,核小体之间紧密接触,形成直径为10nm的纤维状结构。

这就是染色体构型变化的一级结构。

在染色质中,DNA和组蛋白是染色质的稳定成分,组蛋白与DNA勺含量之比接近1 : 1 组蛋白是染色质的主要蛋白质成分,通过带正电荷的氨基末端区域与带负电荷的DNA骨架相互作用,对基因的表达有重要调控作用。

染色体活性调控的一个重要的机制是组蛋白的可逆共价修饰,通常容易发生在组蛋白H3和H4的N端尾部,组蛋白H2A和H2B的N和C末端,包括甲基化,乙酰化,磷酸化,ADP核糖基化,泛素化和小分子类泛素化修饰,这些翻译后修饰可改变组蛋白与DNA之间的相互作用,影响调控复合物与染色质结合的能力及染色质重塑,进而影响着细胞的多种功能。

1•甲基化
组蛋白甲基化是由组蛋白甲基化转移酶(hist on emethyltra nsferase ,HMT完成的。

甲基化可发生在组蛋白的赖氨酸和精氨酸残基上,而且赖氨酸残基能够发生单、双、二甲基化,而精氨酸残基能够单、双甲基化,这些不同程度的甲基化极大地增加了组蛋白修饰和调节基因表达的复杂性。

甲基化的作用位点在赖氨酸
(Lys)、精氨酸(Arg)的侧链N原子上。

组蛋白H3的第4、
9、27和36位,H4的第20位Lys, H3的第2、17、26位及H4的第3位Arg都
是甲基化的常见位点。

研究表明•,组蛋白精氨酸甲基化是一种相对动态的标记,精氨酸甲基化与基因激活相关,而H3和H4精氨酸的甲基化丢失与基因沉默相关。

相反,赖氨酸甲基化似乎是基因表达调控中一种较为稳定的标记。

例如,H3第4位的赖氨酸残基甲基化与基因激活相关,而第9位和第27位赖氨
酸甲基化与基因沉默相关。

此外,H— K20的甲基化与基因沉默相关,H3- K36 和
H3-K79的甲基化与基因激活有关。

但应当注意的是,甲基化个数与基因沉默和激活的程度相关。

2•乙酰化
组蛋白乙酰化主要发生在H3 H4的N端比较保守的赖氨酸位置上,是由组蛋白乙酰转移酶和组蛋白去乙酰化酶协调进行。

组蛋白乙酰化呈多样性,核小体上有多个位点可提供乙酰化位点,但特定基因部位的组蛋白乙酰化和去乙酰化是以一种非随机的、位置特异的方式进行。

乙酰化可能通过对组蛋白电荷以及相互作用蛋白的影响,来调节基因转录。

早期对染色质及其特征性组分进行归类划分时就有人总结指出:异染色质结构域组蛋白呈低乙酰化,常染色质结构域组蛋白呈高乙酰化。

最近有研究发现,某些HAT复合物含有一些常见的转
录因子,某些HDAC复合物含有已被证实的阻遏蛋白。

这些发现支持了高乙酰化与激活基因表达、低乙酰化与抑制基因表达有关的看法。

3. 磷酸化
组蛋白H3在有丝分裂过程中,两个丝氨酸残基SerlO和Ser28发生了磷酸化作用。

Ser10磷酸化组蛋白H3首先出现在G2晚期的核周缘,Ser28磷酸化组蛋白
H3紧随其后出现,两个位点的磷酸化在中期到达高峰,并扩展到染色体的
所有部分。

当细胞有丝分裂进入后期和末期,组蛋白H3Ser28的磷酸化逐渐消退,而组蛋白H3Ser10磷酸化的荧光信号也逐渐从染色体上消失,此时在纺锤体中央部位出现Ser10磷酸化H3.研究结果表明,组蛋白H3Ser10和Ser28的磷酸化与细胞有丝分裂染色体的凝集和解凝集过程有着时间和空间上的相关性。

SerlO和Ser28这两个位点发生磷酸化作用,可使组蛋白H3氨基末端的正电荷数降低,改变了组蛋白一DNA间的相互作用,这可能是导致染色质变构凝集的原因之一。

根据激光共聚焦显微分析表明,在有丝分裂后期和末期,SerlO 磷酸化组蛋白H3的荧光信号出现在中体位置,在纺锤体中央形成梯状区带,随后凝集成点状成直线排列,和分开的两套染色体形成“三明治”样结构。

4. 泛素化
组蛋白H2A在1975年被首次发现有泛素化修饰,其泛素化修饰位点是高度保守的赖氨酸残基119 (K119)位点。

研究发现在大量高等真核生物中H2A总量的5%~15被泛素化,除了在芽殖酵母中没有发现泛素化的组蛋白
H2A(ubiquitinated-H2A,uH2A)以外,在许多组织和细胞中都发现有多聚泛素化(polyubiquitination) 的H2A研究还发现,组蛋白H2A的泛素化能够促进组
蛋白H1与核小体的结合,促进多聚梳群蛋白(polycomb group protein) 的沉默,还在X染色体失活的起始过程中有重要作用。

除了H2A以外,组蛋白H2B也可以被泛素化修饰。

尽管染色质中泛素化的组蛋白H2B量并不多,约占1%~2%但是在从芽殖酵母到人类的真核生物中广泛分布。

研究还发现H2B的123位赖氨酸的泛素化还能影响H3的79位赖氨酸的甲基化。

5. 组蛋白的其他修饰方式
相对而言,组蛋白的甲基化修饰方式是最稳定的,所以最适合作为稳定的表观遗传信息。

而乙酰化修饰具有较高的动态,另外还有其他不稳定的修饰方式,如腺苷酸化、ADP核糖基化等等。

这些修饰更为灵活的影响染色质的结构与功能,通过多种修饰方式的组合发挥其调控功能。

所以有人称这些能被专识别的修饰信息为组蛋白密码。

这些组蛋白密码组合变化非常多,因此组蛋白共价修饰可能是更为精细的基因表达方式。

另外,研究发现H2B的泛素化可以影响H3K4和H3K79的甲基化,这也提示了各种修饰间也存在着相互的关联。

相关文档
最新文档