3.氨基酸残基的侧链修饰

1.4 酶反应中的硫酯中间物 连接泛素的羧基末端和载体蛋白的硫酯会更加稳 定，但是它一直被认为是一种中间体 1）巯基蛋白酶体（例如番木瓜蛋白酶）的作用方 式，包括硫酯的过渡态结构，通常都会在催化途径的 第二步骤迅速降解。 2）某些非自然物质，例如肉桂酰咪唑，会形成寿 命相对较长的中间体。 3）在大肠杆菌的氨甲酰基磷酸化酶和 3-P-甘油醛 （ATP）脱氢酶的催化反应中也会形成硫酯。 1.5 磷酸化 Phosphorylation 在大肠杆菌中，磷蛋白作为一种催化中间体出现 在甘露醇和葡萄糖转运中
ADP-核糖基化水解酶
3. 第三类精氨酸特异的核糖基转移酶是由噬菌体编 码的
瓜氨酸 Citrulline
1、真核生物中
1）.糖基化在真核生物中的合成途径包括：
a.移多萜酰连接的前体糖基的转移： Glc3-Man9-GlcNAc2-到序列-Asn-Xaa（Ser 或 Thr） -的天冬酰胺侧链上， 其中 Xaa 可以是除脯氨酸外的其 它任何一种氨基酸 b.聚糖链的依次添加 成熟的过程包括去除葡萄糖单元和在大多数情况 下除去甘露糖残基， 紧接着添加岩藻糖、半乳糖，N-乙酰葡萄糖胺和铝 硅脂酸，有时也加入其它糖类化合物、磷酸盐和硫酸 盐 2）.真核生物中糖基化的形成， 具体怎样产生特异性的精确聚糖链结构还不是很清 楚： a.不是所有的胞外的 Asn-Xaa-(Ser or Thr)的天 门冬酰胺残基都被糖基化 b. 在许多糖蛋白中是不均一性的，由于一些分子 携带了比其它分子更多的糖基侧链；糖基结构上一般 也有微不专一性，但是一个特异性位点主要携带单一 种类糖基侧链。例如，人的黑素瘤细胞组织纤溶酶原 激活剂在 117-天冬酰胺有很多的甘露糖侧链， 在 448天冬酰胺有复杂的三线或四线侧链， 还有将近 50%的蛋 白质在 184-天冬酰胺主要有双线复杂的侧链 跨膜蛋白及跨膜蛋白的胞外区域的天门冬酰胺残 基很少出现糖基化 a.酵母的胞外糖蛋白具有很多的多聚甘露糖结构, 一种 methylotrophic 酵母在它的分泌蛋白中产生单 一的富含甘露糖的聚糖结构 b.在昆虫细胞中，相对简单的聚糖链通常都存在， 及时复杂的复合糖(bisialo-biantennary）也能被检 测到，其它的昆虫糖蛋白结构更复杂 c.很多细胞的溶酶体的酶能够磷酸化它们的高-甘 露糖和杂种低聚糖结构的 6-p-甘露糖残基， 高-甘露糖 和杂种低聚糖结构是这些溶酶体的酶的的靶向识别信 号,磷酸基通常在 2 个特定的步骤被加入，包括：A.N乙酰葡糖胺-1-磷酸基从 UDP-GlcNAc 转移到甘露糖残 疾上 d.在致肾炎的糖苷中有一种很少见的 N-连接的糖 基化：一个基底膜糖肽一个三糖连接到氨基酸链 Asn-Pro-Leu 的 N-末端上 e.真核生物胞外层粘连蛋白中也存在 -Glc-Asn f.在氨基酸序列 Asn-Ala-Ser 中，天门冬酰胺-N-
2 、ADP-核糖基化 ADP-Ribosylation
1.3 硫酯连接的谷氨酰胺残基
1）视黄醛（微生素 A 醛）的转导蛋白序列 Glu-Asn-Leu-Lys-Asp-Cys-Gly-Leu-Phe 的 Cys-347 的 C-末端的的 ADP-核糖基化在黑暗中被百日咳毒素 取代，就会抑制光刺激的 GTP 酶活性； 2）类似的鸟嘌呤核苷酸调节蛋白也是在类似的位 点被 ADP-核糖基化； 3）土耳其单（ADP-核糖基）转移酶 C 也可以转移 ADP 核糖基到半胱氨酸残基上
四．半胱氨酸 Cysteine
1、酰化作用 Acylation 1.1 脂肪酰化作用 Fatty acylation
表现形式： 1）S-棕榈酰-半胱氨酸残基作为羟胺敏感的蛋白-
脂肪酸加合物存在于很多细胞核病毒的膜蛋白中。
2）其他的酯酰基团，包括有酸盐，肉豆寇酸盐、 硬脂酸盐都被发现存在于硫酯连接的蛋白质中 脂肪酰化作用在半胱氨酸残基上的功能包括： 蛋白质在膜的靶向定位作用和作为生长因子信号 等，这种蛋白质包括普通的膜结合蛋白或者通过脂肪 酰化基团连接在膜上的蛋白质。 3）不饱和的棕榈油酸（C16：19）可能通过巯基 酯链连接在一些酵母蛋白上，不同的棕榈酰化具有不 同的特异性 4）有一些酶的活性位点的半胱氨酸残基也可能被 脂肪酰化，用于调控功能 5）进一步的研究半胱氨酸残基的脂肪酸酰化是人 细胞系中核蛋白的松香油化。 1.2 硫 酯 连 接 的 - 香 豆 酸 Thioester-linked -coumaric acid 好盐性外红硫螺菌属的光敏黄蛋白中的腹肌就是羟 苯丙烯酸（香豆酸）
核糖基化的酶） 1. Nω-ADP-核糖基化精氨酸 ( and 异头物) 常出现在细菌肠毒素、霍乱毒素和大肠杆菌不耐热肠 毒素等蛋白质的修饰中 2. 脊椎动物的精氨酸 特异核糖 基转移酶 是常见的
绝大多数聚糖的结构都已经被确定，它们大多数 都存在于三种结构类型：高甘露糖型、复杂型和杂合 型。 三种类型}------ GlcNAc-----Asn 在糖蛋白中发现的常见单糖部分在下图中列出：
-N-甲基天冬酰胺作为 71-残基出现在项圈藻的 别藻蓝素 -亚单位和聚球藻属 6301、 蓝藻细菌等一个 N-的赖氨酸残基与天冬酰胺残基的 -羧 基的酰胺连接结构出现在牛的初乳蛋白中，这个结构 与通常观察到的谷氨酰胺和赖氨酸侧链的的 iso-肽键 类似，它由转谷氨酰胺酶催化，但是很少见。
3、硫醚连接 Thioether linkages
黄素加合物 8a-(s-半胱氨酸)-FAD（Figure 8e）出现 在单胺氧化酶 A 和 B 和紫色硫光合细菌 D 株的细胞色 素 C552 以及绿菌属的 C553 中。
6-s-半胱氨酰-FMN（Figure 8f）出现在细菌的三
甲胺脱氢酶中。
硫醚键连接到 C-末端半胱氨酸残基中，并且经常连接 到甲基化的 a-羧基上。
一个特异性的巯基酯键出现在 2-巨球蛋白和补体 蛋白 C3 和 C4 中 特征：在氨基酸序列 Cys-Gly-Glu-Gln-中，自发性 地谷氨酰胺残基的氨基取代半胱氨酸的巯基基团形成 硫酯。 功能：1）硫酯在保持蛋白质的活性构象上起着很重要 的作用 2） 在 2-巨球蛋白酶和病原体表面的补体蛋白 中，硫酯作用于受体的羟基或氨基，导致共价吸附。
氨基酸残基的侧链修饰
2010 遗传学
一.精氨酸 Arginine
甲基化 Methylation
精氨酸的三个甲基化衍生物 （Nω-methyl- Nω, N ω-dimethyl-, and Nω, Nω`,-dimethyl-） 常出现于一 些蛋白质当中，主要是核苷酸结合蛋白，例如：组蛋 白，核仁蛋白，髓磷脂碱性蛋白，甲基化的功能还没 有完全研究清楚 由精氨酸残基衍生化而成，多见于头发和皮肤蛋白 中。
鸟氨酸 Ornithine 可能也是有精氨酸衍生而来，被发现于一种洋芋中 的不常见的富羟脯氨酸糖蛋白凝集素中
戊糖素 Pentosidine Pentosidine 是由精氨酸残基的侧链和被氧化的糖 基化的赖氨酸衍生物结合形成的
磷酸化 Phosphorylation
N-磷酸精氨酸也常出现在髓磷脂碱蛋白中， 一种 鼠肝 DNA 结合的精氨酸特异性蛋白激酶， 它磷酸化它 自身和一个 11-kDa 的染色体结合蛋白
S-甲基化半胱氨酸 S-甲基化半胱氨酸出现在细菌的 自杀性修复的甲基转移酶中，例如大肠杆菌和酵母的 O-6-MeG 转移酶中。 例如： 自从在真菌白木耳中的性激素被第一次鉴定出， 这个结构就被发现存在于很多真核蛋白中，包括各种 G-蛋白， 例如 p21ras、 维生素 A-cGMP-磷酸二酯酶、 核纤层蛋白和酵母杂交肽、兔骨骼肌磷酸化酶激酶 和 亚单位中 多聚异戊二烯化的形成 至少有三种不同的异戊二烯化蛋白转移酶，作用于 不同的底物： 1） 蛋白质法呢基转移酶将法呢基从法呢基氯喹转移 到序列 Cys-A-A-X,的羧基末端的半胱氨酸残基上（A 代表脂肪族残基，X 可以为甲硫氨酸，丝氨酸，谷氨 酰胺和半胱氨酸） 2）牦牛儿基转移酶(CAAX GGTase) 更倾向于 C末端底物序列-Cys-A-A-Leu 3）Rab-牦牛儿基丙酮转移酶特异性地作用于羧基 末端为-Cys-X-Cys or -Cys-Cys. 的蛋白质 功能： 1）异戊二烯化是这种类型的膜吸附蛋白所必需的， 但仅有它不足以导致膜吸附 2）另外，它作为一个多元化的区域应用于膜定位. 牦牛儿基丙酮是一个比法尼基更大更疏水的基团，具 有相对更能够影响膜蛋白靶向，就像纯的疏水基团一 样，它能特异性地影响膜蛋白受体
-羟基化天冬酰胺残基被证明存在于依赖维生 素 K 的血浆蛋白 S 的表皮生长因子（ EGF）类似的部 位，它是一种抗凝血剂蛋白，作为一种辅助因子在凝 血因子 Va 和 Vllla 的降解中去激活补体蛋白 尽管羟基化天冬酰胺残基的作用还没有完全弄 清楚，但是它可能与钙粘合有关。
3、天冬氨酰基磷酸盐
5.甲基化 Methylation
三.天冬氨酸 Aspartic Acid
1.甲基化作用 Methylation
甲基天冬氨酸酯类被认为是天冬酰胺水解和异构 化的产物。
2.羟基化作用 Hydroxylation
4.羟基化作用 hydroxylation
-羟基天冬氨酸残基出现在很多质膜蛋白的 EGF类似域（共有序列为 CXDXXXXF/YXCXC）中， 这种结构第一次被鉴定并且确定在补体蛋白 C （一种钝化凝血因子 Va 和 Vllla 的抗凝血剂的前体） 中具有 the erythro stereochemistry（红立体化学） 紧接着又在凝血因子 Vll, IX and X、蛋白 S、Z 和 补体蛋白 Clr、 CIs、 低密度脂蛋白受体、 凝血栓蛋白、 血栓调节蛋白和尿调节素中发现了它 功能：它可能是一种钙特异性结合的作用。
表现： 1） 混合酸酐残基 -天冬氨酰基磷酸盐是由肌质网的 Ca 2+ -ATPase 2)相似的天冬氨酰基磷酸盐都是由同一类型的阳离 子 移 位 ATPase 形 成 的 ， 例 如 ： 原 生 质 膜 Na+,K+-ATPases 3）大肠杆菌调节蛋白，包括调节子 I 和传感蛋白 ArcA，都是天冬氨酸残基的可逆磷酸化产物 特征：尽管这些衍生物在中性和碱性 pH 中都会被 快速降解掉，但是它的稳定性足够允许在酸性条件下 分离 32P 标记的磷酸肽和鉴定一些特定的反应位点的 天冬氨酸残基。