翻译后修饰 ppt课件
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识别靶蛋白，对其进行泛 素化修饰。
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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。
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• 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。
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组蛋白上的甲基化修饰
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
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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。
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
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谢谢观赏
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4
常见的蛋白质翻译后修饰过程
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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。
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。
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不同翻译后修饰过程的互相协 调与影响
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
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。
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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
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。
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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。
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3
• 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。
• 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。
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磷酸化修饰的过程
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糖基化
• 糖基化（glycosylation）： 是在酶的控制下，蛋白质或脂质附加上
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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
• 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；
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• 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
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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。
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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：
Why would the synthesized proteins undergo the
posttranslational modification?
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2
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。
乙酰化分子反应式
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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。
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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
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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。
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• 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。
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组蛋白上的甲基化修饰
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
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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。
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
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常见的蛋白质翻译后修饰过程
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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。
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。
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不同翻译后修饰过程的互相协 调与影响
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
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。
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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
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。
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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。
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• 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。
• 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。
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磷酸化修饰的过程
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糖基化
• 糖基化（glycosylation）： 是在酶的控制下，蛋白质或脂质附加上
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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
• 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；
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• 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
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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。
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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：
Why would the synthesized proteins undergo the
posttranslational modification?
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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。
乙酰化分子反应式
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19
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。
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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