蛋白质翻译后修饰

post-translational-modifica

我们提供可以表征各种翻译后修饰(PTM)的分析实验平台。

作为增加蛋白功能多样性的一个途径,PTMs在多种细胞过程,如细胞分裂、蛋白分解、信号传到、调控过程、基因表达调控和蛋白相互作用中起到关键作用。这些修饰包括磷酸化、糖基化、泛素化、亚硝基化、甲基化、乙酰化、脂化和蛋白水解,并影响细胞正常状态及病理过程中的方方面面。蛋白翻译后修饰(PTM)通过向特定蛋白共价连接官能团,如磷酸基、乙酰基、酰胺基或甲基,增强蛋白质组功能的多样化,从而影响细胞正常状态及病理过程中的方方面面。

翻译后修饰包括:
1)糖基化:在天冬酰胺、羟赖氨酸、丝氨酸或苏氨酸上添加糖基;
2)乙酰化:在蛋白质N末端添加乙酰基;
3)烷基化:添加烷基;
4)甲基化:在赖氨酸和精氨酸残基上添加甲基;
5)生物素化:赖氨酸保留残基用生物素酰基化;
6)谷酰基化:在tubulin或某些其他蛋白上共价修饰谷氨酸残基;
7)甘氨酰基化:在tubulin氨基酸序列的C末端修饰一个或多达40个甘氨酸残基。

因此PTM的表征,包括修饰类型和修饰位点对于细胞生物学和疾病诊断、疾病预防研究具有关键作用。

翻译后修饰可以在蛋白整个“生命循环”中的任何一步发生,比如很多蛋白质在翻译完成后马上修饰,用来引发正常的蛋白折叠、保持蛋白稳定性或把刚形成的蛋白引导至亚细胞器(如核酸、细胞膜)。某些修饰在折叠和定位完成后发生,用以活化/失活催化活性或其他生物功能。泛素化(将泛素共价连接至蛋白)通常诱导泛素化蛋白的降解。同时蛋白经常经过多种修饰,即多种不同官能团会通过蛋白突变或活化一步步地被修饰到同一个蛋白上。

根据修饰的性质,PTMs同样是可逆的。比如激酶能够将侧链上特定的氨基酸残基磷酸化,这是催化活化/失活的一般方法。相反地,磷酸酶使得蛋白的磷酸基团水解脱落,将其生物活性逆转。
因此对蛋白及其对应翻译后修饰的研究在心脏病、癌症、神经变性疾病、糖尿病的研究中特别重要。PTM的表征虽然很困难,但它能够一窥隐藏在病理学过程中的细胞功能。技术上讲,PTMs研究的主要挑战是建立一套特定的探测和纯化方法。借助先进的蛋白质组学研究设备,我们的技术团队对于处理有挑战性的生物样本有着丰富经验。值得庆幸的是,通过一系列全新和优化的蛋白质组学技术及切实可行的方法,这些问题正在被攻克。