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改造。这些修饰显著增强了基因编码的信息量，赋予蛋白质多种功能。在细胞信号传递、蛋白质折叠与稳定、细胞周期控制以及基因表达调节等方面，PTMs都发挥着至关重要的作用。本期文章将重点介绍磷酸化和乙酰化这两种翻译后修饰，它们在大多数细胞生命过程中发挥着重要作用。

磷酸化：关键的翻译后修饰

磷酸化是最常见的翻译后修饰之一，它通过将磷酸基团（PO₄³⁻）连接到特定的氨基酸残基上实现。这一过程通常发生在丝氨酸（Serine, Ser）、苏氨酸（Threonine, Thr）和酪氨酸（Tyrosine, Tyr）残基的羟基上。其中，丝氨酸和苏氨酸的磷酸化尤为普遍，而酪氨酸的磷酸化通常与细胞信号传导的调节相关。

磷酸化影响几乎所有细胞过程，包括：

• 信号转导：诸多胞外刺激引发的信号级联反应中，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）在接收生长因子信号后完成自磷酸化，从而激活下游信号转导分子，最终调控基因表达和细胞功能。
• 酶活性调节：磷酸化可以作为“开关”来调节酶的活性。例如，在未磷酸化状态下，糖原磷酸化酶不具活性，而特定的激酶磷酸化后可以催化糖原分解为葡萄糖，为细胞提供能量。
• 蛋白质定位：磷酸化可以改变蛋白质的电荷，影响其与其他蛋白质或细胞器的相互作用，从而决定蛋白质的亚细胞定位。
• 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重点，这对信号复合体的组装及蛋白质复合体的调节至关重要。
• 细胞周期调控：细胞周期的推进受多种磷酸化事件的严格控制，例如，周期蛋白依赖性激酶（CDKs）的磷酸化状态决定了G1/S和G2/M检查点的通过。

乙酰化：影响蛋白质功能

乙酰化是将乙酰基（CH₃CO）添加到特定氨基酸残基上，最常见于赖氨酸（Lysine, K）残基的ε-氨基上，形成N-ε-乙酰赖氨酸。这一过程改变了赖氨酸侧链的电荷特性，减少其亲水性和正电荷密度，从而对蛋白质的功能产生重大影响。

乙酰化的主要影响包括：

• 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重要例证。组蛋白的N-端尾巴富含赖氨酸，这些赖氨酸的乙酰化削弱了与DNA的电静力吸引力，促使染色质结构松散，从而增强基因转录活性。
• 代谢酶活性调节：多种关键的代谢酶，如丙酮酸脱氢酶复合体，受到乙酰化的影响。这一状态直接影响酶的活性，并调节细胞的能量代谢。
• 蛋白质稳定性与降解：乙酰化也影响蛋白质的稳定性，某些情况下可以掩盖泛素化位点，防止蛋白质被降解并延长其半衰期。
• 信号传导：参与信号传导的某些蛋白质也受到乙酰化的调节，例如，NF-κB的活性依赖于其乙酰化状态。
• 细胞凋亡：P53肿瘤抑制蛋白的乙酰化在诱导细胞凋亡过程中发挥关键作用，增强其转录活性，有利于激活下游凋亡相关基因。

下一期，我们将探讨甲基化和糖基化这两种翻译后修饰，敬请期待！此外，期待尊龙凯时为您带来更多生物医疗领域的前沿知识与卓越成果！