蛋白质翻译后修饰（Post-translational modifications, PTMs）是指在蛋白质合成完成后，氨基酸侧链或末端经历的一系列化学修饰。这些修饰显著增加了基因编码的信息容量，赋予蛋白质多样化的功能。PTMs不仅丰富了蛋白质的多样性，还在细胞信号传递、蛋白质折叠、稳定性与降解、细胞周期调控和基因表达调控等重要生物过程中发挥着关键作用。本期将探讨磷酸化和乙酰化这两种翻译后修饰，它们在细胞生命活动中扮演着重要角色。

磷酸化

磷酸化是最常见的翻译后修饰之一，它通过磷酸酯键将磷酸基团（PO₄³⁻）连接到蛋白质特定的氨基酸残基上，主要发生在丝氨酸（Serine, Ser）、苏氨酸（Threonine, Thr）和酪氨酸（Tyrosine, Tyr）等残基上。丝氨酸和苏氨酸的磷酸化相对普遍，而酪氨酸的磷酸化则常与细胞信号传导相关。

磷酸化的细胞功能影响

磷酸化几乎影响到所有的细胞过程，包括：

1. 信号转导：众多胞外信号可引发磷酸化和去磷酸化的级联反应，例如，受体酪氨酸激酶（RTKs）在接受生长因子信号后，会自我磷酸化以激活下游信号分子，最终影响基因表达和细胞功能。
2. 酶活性调节：磷酸化常作为“开关”调节酶的活性，举例而言，糖原磷酸化酶在未磷酸化状态下不活跃，一旦磷酸化便能催化糖原分解供能。
3. 蛋白质定位：磷酸化改变蛋白质的电荷状态，影响其与其他蛋白质或细胞器的相互作用，从而决定其亚细胞定位。
4. 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的热点，这对信号复合体的组装和调节至关重要。
5. 细胞周期调控：细胞周期进展受一系列磷酸化事件的控制，例如，周期蛋白依赖性激酶（CDKs）的磷酸化状态对关键检查点的通过起决定性作用。

乙酰化

乙酰化是指在特定氨基酸残基上添加一个乙酰基（CH₃CO）。最常见的是在赖氨酸（Lysine, K）残基的ε-氨基上进行乙酰化，形成N-ε-乙酰赖氨酸。乙酰化改变了赖氨酸侧链的正电荷特性，对蛋白质的功能产生重要影响。

乙酰化的生物学功能

乙酰化在多个生物过程中发挥作用，包括：

1. 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经典例子。乙酰化减弱了组蛋白与DNA之间的吸引力，使得染色质结构松散，促进基因转录。
2. 代谢酶活性调节：多种参与能量代谢的关键酶受乙酰化影响，直接关系到细胞的能量代谢。
3. 蛋白质稳定性与降解：乙酰化能够影响蛋白质的稳定性，有时会掩盖泛素化位点，延长其半衰期。
4. 信号传导：某些信号传导蛋白质的功能也可通过乙酰化进行调控。
5. 细胞凋亡：P53肿瘤抑制蛋白的乙酰化状态在其诱导细胞凋亡过程中发挥关键作用。

未来展望

在下一期中，我们将深入探讨甲基化和糖基化这两种翻译后修饰。敬请期待，探索环亚集团·AG88带来的更多生物医疗知识，不断揭示生命奥秘！