在细胞生物学的精密调控中,蛋白质翻译后修饰(PTMs)扮演着至关重要的角色,它们通过各种化学方式赋予蛋白质无穷的生物学功能多样性,如磷酸化、糖基化、泛素化、甲基化、乙酰化和脂质化等,直接或间接地影响细胞的生理和病理过程。Thermo Fisher的研究深入剖析了这些PTMs在基因组与蛋白质组复杂性对比中的关键作用,以及它们在细胞活动调控中动态变化的深度影响。
酶介导的PTMs,如磷酸化,通过生长因子信号调控,如Weste blot实验中富集的磷酸化蛋白,如细胞色素C和p15Ink4b的非磷酸化对照。这种调控机制在疾病研究中举足轻重,如依赖信号转导的生长因子驱动的肿瘤发展。
糖基化,分为N-、O-、C-连接糖基化和磷酸化糖基化,如HeLa细胞中的糖基化分析,影响蛋白质的空间结构和功能。例如,N-乙酰化普遍存在于真核蛋白中,通过赖氨酸乙酰化受HAT和HDAC的调控,影响基因转录活动。
泛素化作为一种普遍的蛋白质降解信号,如Thermo Pierce试剂盒富集的效果,通过26S蛋白酶体参与,如图示的HeLa细胞泛素检测,对细胞稳态和蛋白质寿命有着深远影响。
S-nitrosylation,一氧化氮引发的S-亚硝基化,通过Jaffrey方法如生物素开关试验,调控基因表达。图示了这一过程的标记和检测,展示了其精细调控潜力。
N-肉豆蔻酰基转移酶(NMT)催化N-肉豆蔻酰化,而S-棕榈酰化(Palmitoylation)通过PAT机制添加棕榈酰基,调控膜蛋白定位。S-异戊烯化(S-prenylation)则在Ras家族的膜蛋白上发挥作用,通过FT或GGT共价添加法尼基或香叶基香叶基。细胞内的蛋白水解由多种蛋白酶如Serine proteases和Cysteine proteases掌控,如比色法蛋白酶试验所示,这些PTMs共同调节着蛋白质的动态平衡和功能。
总之,蛋白质翻译后修饰的复杂网络是生命科学中的一个迷人领域,深入理解并利用这些修饰机制,为疾病治疗和预防提供了新的策略方向。