真核细胞中蛋白质修饰的研究进展
真核细胞中蛋白质修饰的研究进展
蛋白质是生命体中最基本的物质之一，它是生命的主要机制之一，通过多种细
胞机制调控蛋白质的形态和功能，实现不同细胞功能和生存需要的满足。其中，蛋白质修饰起到了至关重要的作用。在真核细胞中蛋白质修饰的研究已经走过了相当长的一段路程。本文将介绍蛋白质修饰的基本概念、分类、作用以及最新研究进展。
一、蛋白质修饰的基本概念
简单地说，蛋白质修饰就是指通过多种化学反应来改变蛋白质的分子结构和性质。这些反应可以发生在氨基酸残基上，也可以发生在蛋白质分子上的碳水化合物上。它们通过改变蛋白质表面的带电性进行调节，从而影响蛋白质的折叠构象、活性等方面。由于前方涉及到大量化学术语，我们在这里不再深入讲解。
二、蛋白质修饰的分类
蛋白质修饰是一种广泛存在于生命体中的现象，可以分为许多不同的类型。下
面我们将介绍几种常见的蛋白质修饰类型以及相关研究进展。
①磷酸化
磷酸化是一种广泛存在于生命体中的蛋白质修饰方式，往往能够使蛋白质改变
其折叠状态、降低其稳定性、改变其与其他蛋白质的相互作用等。它对许多生理过程具有重要影响，包括细胞代谢、细胞分裂、信号传导等。最近，一些学者通过研究发现，磷酸化可以通过调节转录因子和蛋白质互作等途径参与调节植物的光合作用。
另外，一些早期研究表明，在恶性肿瘤中，磷酸化过程异常活跃，这使得人们
逐渐意识到其在癌症发生和发展中的重要性。而最新研究证实，活细胞中磷酸化可能形成全新的蛋白质结构，这种结构可以与其他蛋白质特异性地相互作用，从而调控细胞信号和生理过程。
②甲基化
甲基化是通过向蛋白质分子添加甲基基团来进行的一种常见的蛋白质修饰。这种修饰方式在生物体中普遍存在，其中重要的应用领域包括生殖细胞的分化和胚胎发育等方面。此外，许多研究表明，甲基化的不同方法可以影响细胞的分裂、发育和能量代谢等。
最新研究表明，有一些具有重要生理学意义的蛋白分子，如P53，可以通过甲基化的方式进行调控，从而影响细胞的凋亡、分歧、增殖等生理过程。而且许多对这些蛋白质修饰的研究还表明，它们对癌症、神经退行性疾病等重要疾病的发生和发展有一定关联。
③糖基化
糖基化是一种通过向蛋白质中添加糖基基团来进行的修饰方式。这种修饰不仅影响蛋白质的稳定性和功能，还可以用于与其他细胞成分互相结合，来构建更复杂的细胞结构和功能。
最新研究表明，许多与蛋白质糖基化相关的疾病发生，如糖尿病、白内障、动脉粥样硬化等，其机制与这种修饰方式密切相关。此外，一些研究人员通过深入研究蛋白质糖基化的作用机制和分子作用途径，提高了人们对传染病病因、疾病网络等生命科学基础知识的理解。
三、蛋白质修饰在生物过程中的作用
蛋白质修饰不仅在生物过程中非常常见，而且对其效果存在重要作用。常见的作用机制包括：
1. 调整蛋白质结构和活性。通过化学修饰改变蛋白质的结构和特性，实现其功能的可适应性和调节性，蛋白质折叠状态的调整。
2. 影响蛋白质与其他蛋白质或化合物之间的相互作用，进而改变细胞内的代谢过程。
3. 调节细胞的信息传递过程。如在细胞信号转导中，许多蛋白质都是通过磷酸
化和糖基化等修饰进行交互作用、信号传导。
最新研究表明，蛋白质修饰对人类健康和疾病的发生、病理机制和治疗方案都
具有重要影响。例如，一些临床研究发现，磷酸化和糖基化等修饰对癌症发生和发展中的角色十分重要。因此蛋白质修饰在生物学研究中具有重要的应用价值，其研究不仅可以揭示细胞内生物过程发生时，蛋白质修饰机制的改变与变化之间的关系，而且也可以为开发治疗某些疾病的新型药物打下基础。
总之，蛋白质修饰在不仅在生物过程中非常普遍，而且对这些过程的调节具有
重要作用。本文介绍了几种较为常见的蛋白质修饰以及与其相关的最新研究进展。蛋白质修饰不仅是传统生物学领域一项重要的研究方向，也是人类健康和疾病治疗的热点研究领域。
蛋白质表达和重组技术的研究进展
蛋白质表达和重组技术的研究进展 近年来，随着生物技术的快速发展，蛋白质表达和重组技术在生命科学领域逐渐成为研究的热点。蛋白质是生命体系中至关重要的分子，具有多种生物学功能。研究蛋白质的表达和重组技术，对于深入了解蛋白质的结构和功能，以及开发新的药物和治疗方案具有重要意义。本文将探讨蛋白质表达和重组技术的研究进展。 一、蛋白质表达技术 1.1 原核表达系统 原核表达系统是最简单直接的表达蛋白质的方式，其依赖于大肠杆菌等细菌对异源蛋白质的转录和翻译。然而，原核表达系统存在缺点，如对毒性蛋白质的表达效率低、容易出现蛋白质降解和无法产生复杂的多肽等。这些限制问题在一定程度上阻碍了蛋白质表达的广泛应用。 1.2 真核表达系统 真核表达系统来源于真核生物细胞对RNA翻译的机制，包括CHO、293、HeLa等细胞。真核表达系统不仅能够处理复杂的蛋白质结构，还可以避免对细菌产生的内毒素的依赖，提高表达效率。但是，真核表达系统明显比原核表达系统更昂贵，并需要更多的时间和精力。 1.3 内含子释放策略 内含子释放策略是实现高效蛋白质表达的新方法之一，它允许对特定蛋白质编码基因中的内含子进行剪切，以提高转录效率。这种方法在真核表达系统中使用，可以在多种细胞系中表达高效的蛋白质。 二、蛋白质重组技术 2.1 大肠杆菌表达系统
大肠杆菌表达系统是最广泛使用的重组蛋白质表达系统之一。该系统具有简单 高效、价格低廉、容易操作和产量高等优点。大肠杆菌表达系统借助贝塞尔表达和双重放大策略，可实现大量的蛋白质表达。此外，大肠杆菌表达系统还可以通过调整分子量，实现对蛋白质结构和活性的改变，使得其在生物学和医学实验中被广泛应用。 2.2 昆虫细胞表达系统 昆虫细胞表达系统即利用昆虫细胞（浮游细胞或培养细胞）作为重组蛋白质的 宿主。昆虫细胞表达系统具有产量高、保真度高等优点，而且方法简单，易于进行大规模生产。不过，昆虫细胞表达系统的缺点是成本较高，而且目前开发出的细胞系较为有限。 2.3 哺乳动物细胞表达系统 哺乳动物细胞表达系统是生物界最接近人类的表达系统之一，其优点是能够表 达具有复杂结构的蛋白质。然而，与其它表达系统相比，哺乳动物细胞表达系统的成本更高，而且需要更多复杂的培养条件。 三、未来展望 蛋白质表达和重组技术的发展呈现出不断创新的趋势，不断推出新的思路和新 的方法，以解决蛋白质表达和重组过程中面临的困难。例如，利用CRISPR/Cas9 基因编辑技术，可以定点埋入目标基因编码和修饰特定蛋白质的系统。该技术有望优化表达效率，提高产品的质量并显著降低生产成本。 综上所述，随着生物技术的不断发展和突破，蛋白质表达和重组技术将迎来更 广阔的应用前景。未来也将不断有新的技术和方法被推出，以满足更加广泛的需求。
组蛋白修饰
组蛋白 科技名词定义 中文名称：组蛋白 英文名称：histone 定义1：一组进化上非常保守的碱性蛋白质，其中碱性氨基酸(Arg，Lys)约占25%，存在于真核生物染色质，分为5种类型(H1，H2A，H2B，H3，H4)，后4种各2个形成组蛋白八聚体，构成核小体的核心，占核小体质量的一半。 所属学科：生物化学与分子生物学（一级学科）；氨基酸、多肽与蛋白质（二级学科） 定义2：存在于真核生物染色质中的一组进化上非常保守的碱性蛋白质。分为H1、H2A、 H2B、H3、H4五种类型，是构成核小体的核心。 所属学科：细胞生物学（一级学科）；细胞化学（二级学科） 本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布 百科名片 组蛋白（histones）真核生物体细胞染色质中的碱性蛋白质，含精氨酸和赖氨酸等碱性氨基酸特别多，二者加起来约为所有氨基酸残基的1/4。组蛋白与带负电荷的双螺旋DNA结合成DNA-组蛋白复合物。因氨基酸成分和分子量不同，主要分成5类。组蛋白是真核生物染色体的基本结构蛋白,是一类小分子碱性蛋白质,有五种类型：H1、H2A、H2B、H3、H4，它们富含带正电荷的碱性氨基酸,能够同DNA中带负电荷的磷酸基团相互作用。 目录 简介 概述 组蛋白-组成部分 合成修饰 医学应用 成分 含量 分类和特征
编辑本段 简介 histone 是指所有真核生物的细胞核中，与DNA结合存在的碱性蛋白质的总称。分子量 约10 000～20 000。 真核生物体细胞染色质中的碱性蛋白质，含精氨酸和赖氨酸等碱性氨基酸特别多，二者加起来约为所有氨基酸残基的1/4。组蛋白与带负电荷的双螺旋DNA结合成 DNA-组蛋白复合物。因氨基酸成分和分子量不同，主要分成5类。 组蛋白的甲基化修饰主要是由一类含有SET结构域的蛋白来执行的，组蛋白甲 基化修饰参与异染色质形成、基因印记、X染色体失活和转录调控等多种主要生理功能，组蛋白的修饰作用是表观遗传学研究的一个重要领域。组蛋白甲基化的异常与肿瘤发生等多种人类疾病相关，可以特异性地激活或者抑制基因的转录活性。研究发现，组蛋白甲基转移酶的作用对象不仅仅限于组蛋白，某些非组蛋白也可以被组蛋白甲基转移酶甲基化，这将为探明细胞内部基因转录、信号转导、甚至个体的发育和分化机制提供更广阔的空间。 编辑本段 概述 组蛋白的基因非常保守。亲缘关系较远的种属中,四种组蛋白(H2A、H2A、H3、H4) 氨基酸序列都非常相似,如海胆组织H3的氨基酸序列与来自小牛胸腺的H3的氨基酸序列间只有一个氨基酸的差异,小牛胸腺的H3的氨基酸序列与豌豆的H3也只有4个氨基酸不同。不同生物的H1序列变化较大,在某些组织中,H1被特殊的组蛋白所取代。如成熟的鱼类和鸟类的红细胞中H1则被H5所取代,精细胞中则由精蛋白代替组蛋白。染色质中的组蛋白与DNA的含量之比为1:1。 真核生物细胞核中组蛋白的含量约为每克DNA 1克，大部分真核生物中有5种 组蛋白，两栖类、鱼类和鸟类还有H5以替代或补充H1。染色质是由许多核小体组
(完整版)蛋白质泛素化研究进展—探索蛋白修饰的秘密
蛋白质泛素化研究进展——探索蛋白修饰的秘密 泛素是一种含76个氨基酸的多肽，存在于除细菌外的许多不同组织和器官中，具有标记待降解蛋白质的功能。被泛素标记的蛋白质在蛋白酶体中被降解。由泛素控制的蛋白质降解具有重要的生理意义，它不仅能够清除错误的蛋白质，还对细胞周期调控、DNA修复、细胞生长、免疫功能等都有重要的调控作用。 2004年，以色列科学家Aaron Ciechanover、Avram Hershko和美国科学家Irwin Rose就因发现泛素调节的蛋白质降解而被授予2004年诺贝尔化学奖。正是因为泛素调节的蛋白质降解在生物体中如此重要，因而对它的开创性研究也就具有了特殊意义。目前，在世界各地的很多实验室中，科学家不断发现和研究与这一降解过程相关的细胞新功能。现在，研究人员已发现泛素具有多种非蛋白水解功能，包括参与囊泡转运通路、调控组蛋白修饰以及参与病毒的出芽过程等。 鉴于蛋白质降解异常与许多疾病，例如癌症、神经退行性病变以及免疫功能紊乱的发生密切相关，而基因的功能是通过蛋白质的表达实现的，因此，泛素在蛋白质降解中的作用机制如能被阐明将对解释多种疾病的发生机制和遗传信息的调控表达有重要意义。 《生命奥秘》本月专题将介绍泛素系统的来源、研究进展，并重点介绍以“泛素-蛋白酶”为靶位的抗癌疗法，希望能给相关领域的研究人员带来崭新的思路。 一、泛素样蛋白的来源及功能 1. 泛素样蛋白及其相关蛋白结构域 2. 泛素样蛋白连接后的结果 3. 泛素样蛋白修饰途径的起源 4. 前景展望 二、泛素化途径与人体免疫系统调节 1. 泛素修饰途径与NF-κB信号通路的关系 2. 泛素蛋白在天然免疫中的作用 3. 泛素化修饰途径在获得性免疫机制中的作用
第十一章 蛋白质的生物合成及加工修饰
第十一章蛋白质的生物合成及加工修饰 (The Biosynthesis and transport of protein) 在不同的蛋白质分子中，氨基酸有着特定的排列顺序，这种特定的排列顺序不是随机的，而是严格按照蛋白质的编码基因中的碱基排列顺序决定的。基因的遗传信息在转录过程中从DNA转移到mRNA，再由mRNA将这种遗传信息表达为蛋白质中氨基酸顺序的过程叫做翻译。翻译的过程也就是蛋白质分子生物合成的过程，在此过程中需要200多种生物大分子参加，其中包括核糖体、mRNA、tRNA及多种蛋白质因子。 第一节参与蛋白质生物合成的物质 一、合成原料 自然界由mRNA编码的氨基酸共有20种，只有这些氨基酸能够作为蛋白质生物合成的直接原料。某些蛋白质分子还含有羟脯氨酸、羟赖氨酸、γ-羧基谷氨酸等，这些特殊氨基酸是在肽链合成后的加工修饰过程中形成的。 下图给出部分特殊氨基酸分子式： 二、mRNA是合成蛋白质的直接模板 蛋白质是在胞质中合成的，而编码蛋白质的信息载体DNA 却在细胞核内，所以必定有一种中间物质用来传递DNA 上的信息，实验证明：mRNA 是遗传信息的传递者，是蛋白质生物合成过程中直接指令氨基酸掺入的模板，因此得名信使RNA。 原核细胞中每种mRNA分子常带有多个功能相关蛋白质的编码信息，以一种多顺反子的形式排列，在翻译过程中可同时合成几种蛋白质；而真核细胞中，每种mRNA一般只带有一种蛋白质编码信息，是单顺反子的形式。mRNA以它分子中的核苷酸排列顺序携带从DNA传递来的遗传信息，作为蛋白质生物合成的直接模板，决定蛋白质分子中的氨基酸排列顺序。不同的蛋白质有各自不同的mRNA，mRNA除含有编码区外，两端还有非编码区。非编码区对于mRNA的模板活性是必需的，特别是5'端非编码区在蛋白质合成中被认为是与核糖体结合的部位。
真核细胞中蛋白质修饰的研究进展
真核细胞中蛋白质修饰的研究进展 蛋白质是生命体中最基本的物质之一，它是生命的主要机制之一，通过多种细 胞机制调控蛋白质的形态和功能，实现不同细胞功能和生存需要的满足。其中，蛋白质修饰起到了至关重要的作用。在真核细胞中蛋白质修饰的研究已经走过了相当长的一段路程。本文将介绍蛋白质修饰的基本概念、分类、作用以及最新研究进展。 一、蛋白质修饰的基本概念 简单地说，蛋白质修饰就是指通过多种化学反应来改变蛋白质的分子结构和性质。这些反应可以发生在氨基酸残基上，也可以发生在蛋白质分子上的碳水化合物上。它们通过改变蛋白质表面的带电性进行调节，从而影响蛋白质的折叠构象、活性等方面。由于前方涉及到大量化学术语，我们在这里不再深入讲解。 二、蛋白质修饰的分类 蛋白质修饰是一种广泛存在于生命体中的现象，可以分为许多不同的类型。下 面我们将介绍几种常见的蛋白质修饰类型以及相关研究进展。 ①磷酸化 磷酸化是一种广泛存在于生命体中的蛋白质修饰方式，往往能够使蛋白质改变 其折叠状态、降低其稳定性、改变其与其他蛋白质的相互作用等。它对许多生理过程具有重要影响，包括细胞代谢、细胞分裂、信号传导等。最近，一些学者通过研究发现，磷酸化可以通过调节转录因子和蛋白质互作等途径参与调节植物的光合作用。 另外，一些早期研究表明，在恶性肿瘤中，磷酸化过程异常活跃，这使得人们 逐渐意识到其在癌症发生和发展中的重要性。而最新研究证实，活细胞中磷酸化可能形成全新的蛋白质结构，这种结构可以与其他蛋白质特异性地相互作用，从而调控细胞信号和生理过程。
②甲基化 甲基化是通过向蛋白质分子添加甲基基团来进行的一种常见的蛋白质修饰。这种修饰方式在生物体中普遍存在，其中重要的应用领域包括生殖细胞的分化和胚胎发育等方面。此外，许多研究表明，甲基化的不同方法可以影响细胞的分裂、发育和能量代谢等。 最新研究表明，有一些具有重要生理学意义的蛋白分子，如P53，可以通过甲基化的方式进行调控，从而影响细胞的凋亡、分歧、增殖等生理过程。而且许多对这些蛋白质修饰的研究还表明，它们对癌症、神经退行性疾病等重要疾病的发生和发展有一定关联。 ③糖基化 糖基化是一种通过向蛋白质中添加糖基基团来进行的修饰方式。这种修饰不仅影响蛋白质的稳定性和功能，还可以用于与其他细胞成分互相结合，来构建更复杂的细胞结构和功能。 最新研究表明，许多与蛋白质糖基化相关的疾病发生，如糖尿病、白内障、动脉粥样硬化等，其机制与这种修饰方式密切相关。此外，一些研究人员通过深入研究蛋白质糖基化的作用机制和分子作用途径，提高了人们对传染病病因、疾病网络等生命科学基础知识的理解。 三、蛋白质修饰在生物过程中的作用 蛋白质修饰不仅在生物过程中非常常见，而且对其效果存在重要作用。常见的作用机制包括： 1. 调整蛋白质结构和活性。通过化学修饰改变蛋白质的结构和特性，实现其功能的可适应性和调节性，蛋白质折叠状态的调整。 2. 影响蛋白质与其他蛋白质或化合物之间的相互作用，进而改变细胞内的代谢过程。
蛋白质组学研究的进展与展望
蛋白质组学研究的进展与展望自蛋白质质谱技术的发展以来，蛋白质组学的研究取得了长足 的进展，对生命科学领域的发展产生了巨大的推动作用。蛋白质 组学研究主要涉及蛋白质的表达、组成、相互作用等方面，是系 统生物学的重要分支之一。本文将简要介绍蛋白质组学的研究进展，并展望其未来的发展方向。 一、蛋白质组学的研究进展 1.蛋白质识别和定量技术的发展 蛋白质组学研究的一项重要任务是鉴定和定量蛋白质。近年来，液相色谱-串联质谱技术（LC-MS/MS）成为了最主要的蛋白质鉴 定手段之一，可用于鉴定复杂样本中的蛋白质。此外，蛋白质定 量技术也得到了迅速的发展，如同位素标记定量技术、标记自由 定量技术等。这些技术的发展，为蛋白质组学的深入研究提供了 有力的手段。 2.蛋白质互作网络的构建
蛋白质在细胞内彼此相互作用，形成了复杂的蛋白质互作网络。近年来，有关蛋白质互作网络的研究成为了蛋白质组学研究的热 点之一。蛋白质互作网络的构建可以通过蛋白质亲和纯化技术、 酵母双杂交技术等手段进行。蛋白质互作网络的研究有助于了解 蛋白质在生命过程中的相互作用关系，对疾病治疗等方面具有重 要的指导作用。 3.蛋白质翻译后修饰的研究 翻译后修饰是蛋白质功能调控的一个重要方面。蛋白质组学研 究中对蛋白质翻译后修饰的研究也得到了迅速的发展。如在免疫 学领域中，研究翻译后修饰可用于抗体的制备和疾病诊断等方面。 二、蛋白质组学未来的发展方向 1.高通量技术的发展 随着高通量技术的发展，将有更多的蛋白质组学研究应用于基 础科学和临床实践中。高通量技术的发展有助于提高分析效率和 准确性，为大规模蛋白质组学研究提供了新的机会和挑战。
蛋白质科学研究的新进展
蛋白质科学研究的新进展 蛋白质是构成生命体的重要组成部分之一，对于人体的正常运作和健康至关重要。如今，随着科技的进步和研究的深入，蛋白质科学研究也在不断推进。本文将介绍一些近年来蛋白质科学研究的新进展。 一、蛋白质结构的高清晰度成像 蛋白质结构是指蛋白质分子中氨基酸残基之间的空间关系。目前，蛋白质结构的高清晰度成像是蛋白质科学研究的热点之一。科学家们利用X射线晶体学方法，成功解析了多种生物体系中蛋白质的三维结构，从而为药物设计和疾病治疗方面的研究提供了新的依据。 不仅如此，近年来出现了一种叫做“单颗粒电子显微镜”(cryo-EM)的新技术，能够在无需制备晶体的情况下直接解析蛋白质的结构。该技术能够成功解析具有高度结构异质性的生物分子，这对于理解生物分子在不同环境下的行为具有重要意义。 二、蛋白质交互作用的全景分析
蛋白质交互作用是指一种蛋白质与其他蛋白质或分子之间的相互作用。如今，科学家们可以借助先进的技术手段，对蛋白质交互作用进行全景分析。 例如，质谱法是一种用于检测蛋白质与其他分子之间相互作用情况的技术。利用这种方法，科学家们可以快速地鉴定蛋白质与其他生物分子的相互作用关系，有助于揭示蛋白质间的相互作用网络和细胞中信号传递通路的机制。 三、定点修饰方法的发展 蛋白质在人体内发挥各种生物学功能的行为往往需要与其他蛋白质或小分子相互作用。而这些交互作用往往可以通过对蛋白质进行定点修饰来实现。 在近几年的研究中，科学家们不断探索新的定点修饰方法，这些方法包括瑞利多肽修饰(RADICA)、紫外线活化氨基酸修饰(UAAC)等。这些技术为研究蛋白质修饰、药物发现和疾病治疗提供了新的手段。
蛋白质表达与纯化技术进展
蛋白质表达与纯化技术进展 蛋白质表达和纯化技术是现代生命科学领域的重要研究方向之一。蛋白质是生物体的重要组成部分，它们在细胞内发挥多种重 要的功能，如催化代谢反应、维持细胞结构和信号传递等。因此，研究蛋白质的结构和功能对于深入理解生命现象和开发新药物具 有重要意义。 在过去的几十年中，蛋白质表达和纯化技术得到了迅猛发展。 这些技术的主要目的是在大量表达和纯化蛋白质的同时保持其结 构和功能的完整性。下面将介绍一些主要的蛋白质表达和纯化技 术进展。 一、蛋白质表达技术 1. 原核表达系统 原核表达系统是最早被开发出来的蛋白质表达系统之一。该系 统利用了细菌的表达机制来表达目的蛋白质。原核表达系统主要 包括大肠杆菌表达系统和蓝藻表达系统。这两个系统具有表达效
率高、操作简便等优点。同时，这些系统也存在着一些问题，如 无法表达复杂的蛋白质、蛋白质折叠和结构的失真等。 2. 酿酒酵母表达系统 酿酒酵母表达系统是一种简单易用的真核表达系统，被广泛应 用于蛋白质的高效表达。与其他真核表达系统相比，酿酒酵母表 达系统具有表达效率高、生长速度快等优点。由于酿酒酵母表达 系统是一种酵母菌，因此其表达的蛋白质具有真核生物的折叠和 修饰机制，表达的蛋白质可以更好的保持其原始性和功能性。 3. 昆虫细胞表达系统 昆虫细胞表达系统是一种常见的真核表达系统，它利用了昆虫 细胞的表达机制来表达目的蛋白质。与其他真核表达系统相比， 昆虫细胞表达系统具有表达效率高、蛋白质修饰机制完整等优点。由于昆虫细胞表达的蛋白质具有真核生物的修饰机制，因此该系 统被广泛应用于研究真核生物的蛋白质结构和功能。 二、蛋白质纯化技术
真核生物中蛋白质表达的异质性
真核生物中蛋白质表达的异质性真核生物是一大类生物中的一种类型，其特点是其细胞内含有真核 细胞核。在真核生物中，蛋白质的表达具有显著的异质性。这种异质 性在不同的细胞类型、发育阶段以及环境条件下都表现出多样性。本 文将探讨真核生物中蛋白质表达的异质性，并介绍其中的一些重要机制。 1. 转录调控的异质性 转录是蛋白质表达的第一步，在真核生物中，转录的调控是蛋白质 表达异质性的重要原因之一。真核生物基因组中存在大量的转录因子，它们能够结合到启动子序列上，激活或抑制基因的转录。不同细胞类 型中的转录因子组合具有明显差异，导致了蛋白质表达的差异。 2. 剪接的异质性 剪接是真核生物中常见的转录后调控过程，通过在剪接位点上选择 性剪接出多个外显子形成不同的mRNA转录本。这种多样性的剪接方 式可以使一个基因编码不同功能的蛋白质。在真核生物中，剪接的异 质性在不同组织和不同发育阶段起着重要作用。 3. 翻译调控的异质性 除了转录调控外，翻译调控也是真核生物中蛋白质表达异质性的重 要机制之一。在蛋白质翻译的过程中，多种调控元件可以影响翻译的 起始、终止以及速率等方面，从而导致蛋白质表达的差异。例如，5'非
翻译区域中的启动子和上游开放阅读框架可以影响翻译的起始；核糖 体结合位点和调控蛋白可以影响翻译的速率等。 4. 翻译后修饰的异质性 蛋白质翻译后还会发生多种修饰，如磷酸化、甲基化、截断等，这 些修饰可以改变蛋白质的结构和功能。在不同细胞类型和环境条件下，蛋白质的修饰方式也会发生变化，从而导致蛋白质表达的异质性。 5. 蛋白质相互作用网络的异质性 真核生物中蛋白质之间存在着复杂的相互作用网络，这些相互作用 包括蛋白质与蛋白质之间的直接相互作用以及蛋白质与DNA、RNA等 分子之间的相互作用。这些相互作用网络的不同组成和调控可以导致 蛋白质表达的异质性。 总结： 真核生物中蛋白质表达的异质性是由多种因素共同决定的，包括转 录调控、剪接、翻译调控、翻译后修饰以及蛋白质相互作用网络等。 这种异质性使得真核生物能够在不同的细胞类型和环境条件下产生多 样性的蛋白质，从而适应复杂的生存环境。深入了解和研究真核生物 中蛋白质表达的异质性机制，有助于揭示生物体内复杂的调控网络， 并为疾病的治疗以及生物技术的应用提供理论基础。
酵母组蛋白修饰及其在真核基因表达调控中的作用
酵母组蛋白修饰及其在真核基因表达调控中 的作用 真核细胞的核内染色质高度组织化并紧密包裹在核小体中。核小体主要由DNA和组蛋白蛋白质组成，它们共同维持了染色质的稳定性和准确复制、继承。然而，组蛋白本身是不带电的，使得DNA紧密包裹在核小体中的机制仍然是一个谜团。这也就是组蛋白修饰的研究领域所在。 酵母是真核细胞中重要且广泛使用的研究模型。作为一条单细胞的真核生物，酵母的基因组拥有完整的人类基因组所具备的机制。由于这种相似性，在酵母的研究过程中探寻人类细胞中组蛋白的修饰机制是很有意义的。 组蛋白修饰是指在特定位置上连接或去除磷酸、乙酰、甲基、泛素等基团，从而改变组蛋白分子的构象和空间排列等特性，影响DNA的招募、复制和转录。组蛋白修饰还参与了环境应激与化学反应等各种生命过程。近年来，对细胞中修饰组蛋白的酶家族(Zhang et al., 2007)、修饰类型(Smith and Shilatifard, 2013)、修饰机制(Allfrey et al., 1964)的分子生物学研究也成为了热点。 酵母组蛋白修饰中一个重要的代表就是乙酰化。乙酰转移酶被称为组蛋白乙酰转移酶(HAT)，可以将醛基中的亚乙酰基转移到组蛋白上。研究表明，乙酰化可以影响Duplication of Centromeric Regions’过程中的小RNA生物学过程(Grunstein, 1998），也对酵母与细菌天然产物的抗争中发挥着关键作用(Klein and Hurley, 2020)。 而在黏性捻缠肿瘤病毒(HTLV-1)的慢性感染中，寄主T细胞中的HAT破坏了基因的转录抑制作用，导致癌症的发生(Da et al., 2019)。这表明，乙酰化修饰在细胞周期进程中起到了至关重要的作用。
蛋白质乙酰化修饰概述
蛋白质乙酰化修饰研究概述 摘要：系统论述了蛋白质乙酰化修饰的类型、作用、研究现状及未来发展趋势。尤其是介绍了丝氨酸和苏氨酸乙酰化修饰的重要作用，为研究乙酰化修饰开拓了新的思路。 关键词：赖氨酸丝氨酸苏氨酸乙酰化修饰 蛋白质翻译后修饰的作用主要是改变蛋白质的活性、定位或功能，蛋白质最初发生的翻译后修饰直接或间接地与其他翻译后修饰通过协同机制或竞争机制来完成其作用。这些翻译后修饰增加了细胞通路机制的多样性和复杂性[1]。氨基酸的乙酰化修饰是一种可逆的在真核细胞和原核细胞中都能表达的翻译后修饰过程，在过去的几十年中，科学家对氨基酸的乙酰化修饰进行了很多研究。 1. 蛋白质乙酰化修饰的重要作用 蛋白质中的赖氨酸乙酰化修饰调控蛋白质的多种性质，包括dna-蛋白质相互作用、亚细胞定位、转录活性、蛋白质稳定性等等[2,3]。除了这些重要的生物学功能外，赖氨酸乙酰化蛋白质及其调控酶与衰老和几种重大疾病（如癌症、神经变形紊乱、心血管疾病等）紧密相联[2-6]。因此，在过去的几十年中，人们对赖氨酸乙酰化修饰进行了大量的研究，取得了丰硕成果。 除了赖氨酸可以发生乙酰化修饰外，其他氨基酸是否可以发生乙酰化修饰？其他氨基酸的乙酰化修饰具有哪些重要的生物学功能？最近，kim orth及其同事在研究耶尔森菌属的效应因子yopj （一个细菌毒力因子）时，发现在真核生物中存在着一种重要的翻
译后修饰形式：丝氨酸和苏氨酸的乙酰化修饰[7]。丝氨酸和苏氨酸的磷酸化和o-糖基化修饰可以导致细胞信号传导机制的重大改变[8]，kim orth及其同事发现在yopj中，丝氨酸和苏氨酸的乙酰化修饰与这些氨基酸的磷酸化修饰相互竞争，从而改变细胞的信号通路机制[9]。这些发现给我们一个启示：赖氨酸、丝氨酸、苏氨酸等氨基酸的乙酰化修饰可以与甲基化、泛素化、磷酸化、糖基化等翻译后修饰相互竞争，从而影响细胞信号通路机制[10]。 2. 鉴定乙酰化修饰的技术探讨 随着在丝氨酸和苏氨酸上发现了新的乙酰化修饰并且这些修饰具有重要的生物学功能，对除赖氨酸之外的其他氨基酸的乙酰化修饰应予以重视。目前用于鉴定乙酰化修饰的方法主要有以下几种： 2.1通过生物质谱鉴定乙酰化修饰位点 由于质谱提供了结构变化方面的直接证据，所以它是用于鉴定蛋白质修饰的最好的技术。质谱技术通过检测到的肽段的质量与预测的肽段的质量进行对比，如果二者质量相差42amu，则认为在氨基酸残基或在蛋白质末端发生乙酰化修饰。通过从鉴定到的肽段的n末端或c末端逐个分析得到的b离子或y离子，就可以确定发生乙酰化修饰的氨基酸位点。 2.2 基于特异性识别乙酰化赖氨酸残基的乙酰化抗体 对于赖氨酸的乙酰化修饰，kim及其同事用免疫亲和纯化技术富集赖氨酸乙酰化修饰的肽段，在hela细胞的细胞质、细胞核和线粒体中发现了195种赖氨酸乙酰化修饰蛋白[2]。但是，赖氨酸乙
蛋白质表达的体外技术研究
蛋白质表达的体外技术研究 蛋白质是生物体中最重要的大分子有机化合物之一，它们在细胞内 担任着重要的生物学功能。为了更好地理解蛋白质的结构及功能，科 学家们进行了大量的研究并开发了一系列体外蛋白质表达技术。本文 将探讨一些常用的蛋白质表达的体外技术，并对其原理和应用进行详 细介绍。 一、原核系统的蛋白质表达技术 原核系统是最早被应用于蛋白质表达的体外技术之一。它包括 质粒转化、大肠杆菌表达系统和细菌发酵等步骤。首先，将目标基因 克隆到表达载体上，然后将载体转化至宿主细菌中。在细菌中，目标 基因通过大肠杆菌表达系统得以表达，而细菌发酵则提供了大量蛋白 质的产出。 原核系统的蛋白质表达技术具有操作简便、表达量高等优点。 然而，由于大肠杆菌是真核细胞的进化分支，它的表达机制与真核细 胞存在差异，这使得部分蛋白质无法在原核系统中正确地折叠及修饰，导致产物的结构和功能发生变化。 二、真核系统的蛋白质表达技术 与原核系统相比，真核系统更贴近生物体内蛋白质的天然合成 环境，因此在一些需要蛋白质正确修饰的研究中得到了广泛应用。真 核系统主要包括哺乳动物细胞和昆虫细胞等。 1. 哺乳动物细胞表达系统
哺乳动物细胞表达系统是体外蛋白质表达技术中最常用的方法之一。常用的哺乳动物细胞包括CHO细胞、HEK293细胞等。在这种系统中，目标基因被转染至宿主细胞中，并经过蛋白质翻译、折叠和修饰等步骤来实现目标蛋白的表达。 哺乳动物细胞表达系统具有产物结构和功能接近天然蛋白的优势，特别适用于需要蛋白质正确折叠和修饰的研究。然而，哺乳动物细胞培养和蛋白质表达的成本较高，加之细胞培养的时间较长，限制了其在大规模蛋白质生产中的应用。 2. 昆虫细胞表达系统 昆虫细胞表达系统是另一种常用的真核蛋白质表达技术。在这种系统中，大量目标基因被转染至昆虫细胞中，并通过蛋白质翻译、折叠和修饰等过程实现蛋白质的表达。常用的昆虫细胞包括Spodoptera frugiperda细胞和Trichoplusia ni细胞等。 昆虫细胞表达系统具有表达效率高、操作简便等优点。此外，昆虫细胞中的糖基化修饰及其它修饰过程与哺乳动物细胞类似，使得昆虫细胞表达的蛋白质在结构和功能上更接近于人类蛋白。然而，与哺乳动物相比，昆虫细胞培养条件相对较差，细胞密度低，生产规模有限，限制了其在大规模蛋白质生产中的应用。 三、细胞外表达系统 此外，除了上述的原核系统和真核系统，还有一些细胞外表达技术，如细胞外蛋白质合成体系（Cell-Free Protein Synthesis, CFPS）技
蛋白质组学的研究进展及应用
蛋白质组学的研究进展及应用 摘要21世纪是生命科学的时代。随着人类基因组序列的完成，生命科学跨入后基因组时代，研究这些基因的表达和调控成为首要任务，所以，蛋白质组学的研究成为21 世纪生命科学的战略任务。蛋白质组学是研究生物体的全部或部分蛋白在生命活动过程中的作用与功能，可以说它是现代生物学研究的必备手段。本文通过分析蛋白质组学的内涵与研究进展，同时介绍了蛋白质组学的应用领域，来帮助人们更好地了解蛋白质组学的重要意义，推动蛋白质组学更好地发展。 关键词蛋白质组学；研究；应用 中图分类号R341 文献标识码 A 文章编号2095-6363（2017）17-0045-02 1 蛋白质组学 1.1 蛋白质组学的概念 蛋白质组学（Proteomics，又称作蛋白质体学）产生于20世纪90年代，是以生物体的全部或部分蛋白为研究对象，研究一个生物、一个细胞（组织）或基因组的蛋白质的变化规律的一门学科。蛋白质组学能够在整体水平上研究蛋白质的表达和调控的水平和规律，目的是了解蛋白质间的联系与
相互作用，为生命活动规律提供理论和物质基础，也为人类的健康事业带来理论依据和解决方案。 随着人类基因组序列的完成，生命科学的研究重心向基因的表达产物，即蛋白质的研究上转变，蛋白质组学成为21世纪生命科学研究的战略任务与重点。 1.2 蛋白质组学的研究内容 传统的蛋白质研究注重的是单一的蛋白质的研究，而蛋白质组学注重的是生物体的全部或部分蛋白质的研究。随着学科的逐步发展，蛋白质组学的研究内容也在不断更新与完善。蛋白质研究中的翻译后修饰研究成为蛋白质组学研究中的重要内容，是因为翻译后修饰是蛋白质调节功能的重要方式。不同的细胞类型在发育期、成长期和不同病理条件下的基因表达是不同的，因此精确到细胞甚至是亚细胞上的蛋白质组学的研究是非常必要的。最后是二维电泳分离蛋白质。不同种类的蛋白质通过二维电泳按照等电点和分子量的差异进行分离，经过分离并进行技术处理的蛋白质就可以在质谱系统中得到分析，从而得到蛋白质的定性数据。 1.3 蛋白质组学的研究进展 蛋白质组学的首要任务是要建立以获取并分析蛋白质的状态与规律为基础的技术。为了达到这样的要求，就需要具备高通量的技术。在研究技术上，我国目前已经出现灵敏度高和高效的蛋白质分离鉴定方法，比如：二维色谱-串联质
基因工程技术在蛋白质表达中的应用
基因工程技术在蛋白质表达中的应用近年来，随着基因工程技术的不断发展，蛋白质表达领域也得到了极大的提升。基因工程技术能够在生物学、生物信息学和计算机科学等领域中应用到蛋白质表达上，帮助人类更加深入地研究蛋白质的功能与结构。在这篇文章中，我们将探讨基因工程技术在蛋白质表达中的应用，以及这些应用对于现代医药研发的意义。 基因工程技术可以通过人为干预基因的转录与翻译过程，使得目的基因得以被转录成蛋白质。在蛋白质表达过程中，常用的方法有原核表达、真核表达和细胞外表达等方法。其中最常用的是原核表达和真核表达。原核表达过程通常是将目的基因重组到克隆向量（如表达载体）中，通过转化进入大肠杆菌或酵母等微生物细胞中，利用宿主表达系统进行表达。真核表达则将表达载体转化进入真核细胞中进行表达。细胞外表达则是通过能够表达蛋白质的真核细胞进行表达后，经过重组细胞培养和纯化等步骤得到目的蛋白质。 在这些表达方法中，往往需要经过以下步骤：基因的拷贝、转录、翻译和后续纯化。基因的拷贝环节需要通过标准PCR检测或者语意PCR检测来检测对应基因的粘接情况。转录步骤则是将活
性转录因子带来的信号，作用于核糖体创造的RNA链上，产生的RNA链就是目的蛋白质的前体。翻译环节则是将RNA链上的编码信息转化成蛋白质的过程。后续的纯化则是对蛋白质进行去污和剪切等步骤，通过针对其物理性质和生化性质的差异，进行纯化。 在蛋白质表达过程中，基因编辑技术起到了相当重要的作用。基因编辑技术可以通过精确地编辑某个特定基因，将基因中的特定位点进行修饰，从而改变蛋白质的表达。例如，基因编辑技术可以让特定细胞在蛋白质表达过程中，产生一定类型的蛋白质，来达到治疗目的。 在生物医药方面，基因工程技术在蛋白质表达领域的应用也得到了大力推广。蛋白质是生命体内不可或缺的重要物质，也是一系列人类疾病的关键因素。通过基因工程技术的应用，可以帮助人类更好地研究蛋白质的功能与结构，并且开发出更加稳定、安全和有效的蛋白质药物。 例如，一些癌症细胞会产生过多的HER2蛋白质，导致癌细胞增殖和转移，进而加速肿瘤生长。通过基因工程技术，可以利用转基因技术将HER2的基因拷贝到外源生物的表达载体上，通过
蛋白质赖氨酸琥珀酰化修饰研究进展
蛋白质赖氨酸琥珀酰化修饰研究进展 沈佳佳(综述);闻浩(审校) 【摘要】Recently the lysine succinylation was discovered in vivo, and it was demonstrated to be widely involved in cell dif-ferentiation, cell metabolism and other important physiological activities.Lysine succinylation has become the forefront of life science research.Scientists have provided a lot of evidences that proteins in prokaryotes and eukaryotes are widely succinylated, without which the central metabolism and intermediary metabolism of many metabolic enzymes are disrupted.To better understand the importance of Succinylation in vivo, protein-succinyl modification of the current research and the latest developments are reviewed, which summarize succinylated protein lysine sites in the center of important physiological metabolic pathways, diseases and other pathological conditions.%近来发现，赖氨酸琥珀酰化修饰存在于生物体内，广泛参与细胞分化、细胞代谢等重要生理活动，成为生命科学领域研究热点。目前许多研究已证实原核生物、真核生物中普遍存在蛋白质琥珀酰化修饰现象，特别是中心代谢和中间代谢的很多代谢酶都存在琥珀酰化修饰。为更好认识琥珀酰化修饰在生物体内的重要性，文中对目前蛋白质琥珀酰修饰研究内容和最新进展进行综述，归纳蛋白质赖氨酸位点的琥珀酰化在中心代谢途径、疾病等重要生理病理活动中的调控作用。 【期刊名称】《医学研究生学报》 【年(卷),期】2016(029)003
蛋白质修饰的类型及生物学意义研究
蛋白质修饰的类型及生物学意义研究蛋白质是构成生命体的重要基础物质，它是由氨基酸的多肽链合成而成。然而在真正成为功能完整的蛋白质之前，还需要经过一系列的化学修饰以及折叠等复杂的处理过程。其中，蛋白质的修饰是一个非常重要的方面，因为它能够极大地影响蛋白质的生物学活性和功能。本文将对蛋白质修饰的类型及生物学意义进行探讨。 蛋白质修饰的类型 1. 磷酸化：磷酸化是蛋白质最常见的修饰形式之一。它是通过酶类催化作用将磷酸基团与特定氨基酸残基结合而形成的。常见的磷酸化位点包括丝氨酸、苏氨酸和酪氨酸等。磷酸化的结果通常是改变蛋白质的活性、亲和力以及分布等。 2. 甲基化：甲基化是通过将甲基基团加到特定的氨基酸残基上而形成的修饰形式。这种修饰在表观遗传学和基因转录的调控中发挥重要作用。甲基化还可以调节染色质结构、蛋白质复合物的组装以及蛋白质间相互作用等。
3. 糖基化：糖基化是通过在蛋白质上加入糖基组成的修饰形式。这种修饰一般存在于细胞膜和细胞外基质中。糖基化也可以影响 蛋白质的活性、稳定性以及相互作用等。 4. 乙酰化：乙酰化是通过加入乙酰基团修饰特定的氨基酸残基 而形成的修饰形式。这种修饰在调节核蛋白质和转录调控中非常 重要。乙酰化还可以影响蛋白质的核糖体和核膜的结构和功能， 从而影响动植物的生长和发育。 5. 硫酸化：硫酸化是通过在氨基酸残基上加入硫酸基团而形成 的修饰形式。这种修饰通常在细胞外蛋白质中存在，也常常用于 血液凝血过程中的调节。 以上只是蛋白质修饰的一小部分类型，蛋白质的修饰非常多样化，而且每一种修饰都可以在不同程度上影响蛋白质的生物学意义。接下来，我们将重点讨论蛋白质修饰的生物学意义。 蛋白质修饰的生物学意义
蛋白质翻译后修饰研究进展
蛋白质翻译后修饰研究进展 郭会灿 ( 石家庄职业技术学院化学工程系，石家庄050081) [摘要]: 翻译后修饰在蛋白质加工、成熟的过程中发挥着重要的作用，它可以改变蛋白质的物理、化学性质，影响蛋白质的空间构象、立体位阻及其稳定性，进而对蛋白质的生物学活性产生作用，引起蛋白质的功能改变。修饰基团自身的结构特性对蛋白质的性质、功能也会产生深远的影响。在已有的研究基础上，综述蛋白质翻译后修饰的主要类型以及各修饰作用潜在的生物学功能。 [关键词]: 蛋白质翻译后修饰糖基化乙酰化泛素化磷酸化 生命有机体是一个复杂、动态的系统，时刻进行着不断的新陈代谢，产生新物质、清除废物质及有害物质、协调各个部位间的功能发挥。偶尔该系统也会发生紊乱，引发各种异常功能，出现疾病的症状。而这所有的一切都依赖于生物大分子蛋白质。蛋白质是机体内各种功能的执行者，如机体免疫、细胞凋亡、信号转导、刺激反应及个体发育等。蛋白质功能的正常发挥决定着有机体能否有序、高效的进行。 体内基因表达产物的正确折叠、空间构象的正确形成决定了蛋白质的正常功能，而翻译后修饰在这个成熟过程中发挥着重要的调节作用。因为翻译后修饰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。并且细胞内许多蛋白质的功能也是通过动态的蛋白质翻译后修饰来调控的; 细胞的许多生理功能，例如细胞对外界环境的应 答［1，2］，也是通过动态的蛋白质翻译后修饰来实现的。正是这种蛋白质翻译后修饰的作用，使得一个基因并不只对应一个蛋白质，从而赋予生命过程更多的复杂性。因此，阐明蛋白质翻译后修饰的类型、机制及其功能对保障生命有机体的正常运转，预防、治疗相关的疾病有着重要意义。 1 蛋白质翻译后修饰类型 蛋白质翻译后修饰是一个复杂的过程，目前在真核生物中20 种以上的修饰类型，比较常见的为糖基化、乙酰化、泛素化、磷酸化以及近年发现的SUMO化。 1.1 糖基化 在真核细胞中普遍存在低聚糖通过糖苷键与蛋白质上特定的氨基酸共价结合的形式，主要包括O糖基化、N 糖基化、C 甘露糖化和GPI ( glycophosphatidlyinositol)锚定连接［3］。 O 糖基化多发生在临近脯氨酸的丝氨酸或苏氨酸残基上，糖基化位点处的蛋白多为β构型。O 多聚糖以逐步加接单糖的形式形成低聚糖，主要在高尔基体与细胞核或细胞质中形成。发生在高尔基体上的糖基化，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、甘露糖及海藻糖等的还原端; 发生在细胞核和细胞质中的糖基化是在丝氨酸或苏氨酸
植物蛋白质 N-糖基化修饰研究进展
植物蛋白质N-糖基化修饰研究进展* 叶强,金晓琴,刘伟娜,韩凤琴,康振,杨莉 【摘要】N-糖基化与植物蛋白质正确折叠、细胞凋亡、器官发育及信号转导等生物学功能密切相关.主要对植物蛋白N-糖基化的结构、生物合成、加工修饰、相关酶生物学功能，以及糖蛋白的分离鉴定方法等进行了综述,并探讨了植物糖基化蛋白功能研究的应用前景及存在的问题. 【期刊名称】浙江师范大学学报（自然科学版） 【年(卷),期】2016(000)001 【总页数】7 【关键词】植物蛋白质；N-糖基化修饰；糖苷合成；生物学功能 真核生物细胞内的多肽及蛋白质分子经核糖体合成后大多需翻译后修饰,如泛素化、磷酰化、糖基化等,确保蛋白质正常行使其生物学功能[1].其中,糖基化是真核生物体内常见的蛋白翻译后修饰,糖蛋白占细胞蛋白质的50%以上,参与细胞识别、分化、发育、信号转导和免疫应答等多个重要的生命过程[2-3]. 蛋白质的糖基化修饰是指糖链与蛋白质上特定氨基酸残基共价结合的过程.根据连接方式,主要分为N-糖基化、O-糖基化、C-糖基化及糖基磷脂酰肌醇锚定连接4种类型[3-5].N-糖基化是指内质网(endoplasmic reticulum,ER)上糖基转移酶催化转移至新生肽Asn-X-Ser/Thr(X是除脯氨酸Pro外的任一氨基酸；Asn为天冬酰胺；Ser为丝氨酸；Thr为苏氨酸)基序的Asn残基,是蛋白质糖基化修饰的重要形式,胞外分泌蛋白、膜整合蛋白及构成内膜系统的可溶性驻留蛋白大多经N-糖基化修饰.酵母、哺乳动物和细菌中相关糖蛋白的鉴定为植物N-糖基化蛋白功能分析奠定了基础，但植物蛋白N-糖基化研究尚处于起步阶段.
真核细胞蛋白酶体的生物学功能及其调控机制研究进展
真核细胞蛋白酶体的生物学功能及其调控机制研究进展 郭海婷;陈志宝 【摘要】蛋白酶体广泛存在于真核细胞的胞质和胞核中,具有多种催化功能,可选择性降解胞内半衰期短和错误折叠的新生蛋白、应激损伤蛋白、突变的结构功能蛋白及细胞自身需要清除的其他特定蛋白,与基因转录、DNA损伤修复、细胞生长、凋亡和抗原递呈等重要生命活动紧密相关.真核细胞蛋白酶体作用重要,调控方式多样,因此,将就其构成、生物学功能及其调控机制进行综述. 【期刊名称】《黑龙江八一农垦大学学报》 【年(卷),期】2018(030)004 【总页数】6页(P91-95,101) 【关键词】真核细胞蛋白酶体;构成;生物学功能;调控机制 【作者】郭海婷;陈志宝 【作者单位】黑龙江八一农垦大学生命科学技术学院,大庆163319;黑龙江八一农垦大学生命科学技术学院,大庆163319 【正文语种】中文 【中图分类】Q257 机体因应激等因素产生的损伤蛋白，突变、转录、翻译和加工出错的结构蛋白及新陈代谢需要降解的特定蛋白，若不能及时被清除，会导致其在体内大量堆积，进而诱发有害作用甚至造成机体发病[1-3]。研究表明，真核细胞存在两种蛋白降解系
统即溶酶体途径和蛋白酶体途径[4-5]。其中，蛋白酶体广泛存在于真核细胞的胞 质和胞核中，负责降解细胞内80%以上的蛋白质，具有调控基因转录和DNA损 伤修复，调节细胞生长周期和凋亡以及增强抗原提呈等重要生物学功能，与机体自身免疫性疾病和癌症的发生发展密切相关[6-7]。 蛋白酶体可依赖泛素（Ubiquitin，Ub）降解蛋白质，亦可不受Ub制约。泛素- 蛋白酶体途径报道较多，非泛素依赖性蛋白酶体研究相对较少。鉴于真核细胞蛋白酶体调控形式多样且作用重要，因此将围绕其构成、生物学功能及其调控机制进行综述。 1 蛋白酶体结构及其组成 蛋白酶体构成成分复杂，具有多种催化功能，能选择性地将目标蛋白降解成含7～9个氨基酸残基的多肽。有活性的蛋白酶体由催化颗粒（Catalytic particle，CP）或/和激活因子（PA700，PA28，PA200）组成，激活因子对底物有高度选择性。20S CP催化颗粒呈空心圆桶状，由位于两端的α环和中间的β 环组成α1-7β1- 7β1-7α1-7样结构，且α 亚基和β亚基各异[8]。据报道，几乎所有β亚基都含 有N端前导肽，尽管CP组装过程中被切除，但在β亚基正确折叠和α/β亚基组 装中起到重要引导作用[9]。切除N端前导肽可使β1、β2和β5亚基的苏氨酸残 基（Thr）活性位点暴露于β环内表面。尽管活性位点均为Thr残基，但不同β亚基具有不同的催化特性。β1、β2和β5亚基能够切断酸性、碱性和疏水氨基酸的 羧基端肽链，分别具有半胱天冬蛋白酶样、胰蛋白酶样和糜蛋白酶样催化活性[10]。在免疫调节因子如IFN-γ诱导下，哺乳动物蛋白酶体所含β亚基可自发形成免疫 蛋白复合酶体，使蛋白酶体酶解速率及其识别位点均发生较大变化[11]，免疫蛋白复合酶体的形成与动物机体抗原递呈关系紧密。此外，α环中心孔道与圆桶内部相连，不具有催化活性，但α亚基N端肽链可将孔道完全闭合，可避免产生非目标 蛋白误入催化部位所引发的错误降解。