2025-06-25
Highlights
1.何為翻譯后修飾？有哪些特點(dian)？
2.修飾(shi)組經典的修飾(shi)類型有(you)哪(na)些，分(fen)別有(you)什么功能？
3.派(pai)森諾在蛋白組+修飾組研究案例豐富，覆蓋完整的(de)機制(zhi)鏈(lian)條，通過(guo)關聯分析解析修飾密碼。
一、何為翻譯后修飾
翻譯后(hou)修(xiu)飾（post-translation modifications,PTM）：是(shi)指對翻譯后(hou)的(de)蛋(dan)白(bai)質(zhi)進行共(gong)價加(jia)工的(de)過程，通過在一個或多(duo)個氨基(ji)(ji)酸殘基(ji)(ji)加(jia)上修(xiu)飾基(ji)(ji)團，可(ke)以改變蛋(dan)白(bai)質(zhi)的(de)理化性質(zhi)，進而影響蛋(dan)白(bai)質(zhi)的(de)空間構象(xiang)和活(huo)性狀態，亞細(xi)胞定位(wei)及(ji)蛋(dan)白(bai)互作。
二、基于質譜的翻譯后修飾（PTMs）有什么特點？
（1）高通量：一次性對樣本的全(quan)部蛋白(bai)質(zhi)進行大規模(mo)的定性或者定量(liang)分析(xi)
（2）更全面：生命(ming)活動(dong)不(bu)僅(jin)和蛋白質的(de)表達豐度有關，也和PTM狀態密切相關，PTM更有助(zhu)于揭示生命(ming)活動(dong)的(de)分子調控機(ji)制
（3）更準確：二級質譜圖(tu)譜匹配，精確定位到發生修(xiu)飾的氨基酸(suan)位點
（4）更新穎：有(you)助于發(fa)現更多的翻譯后修飾
三、高頻修飾類型
（1）磷酸化修飾
蛋(dan)白(bai)(bai)質磷(lin)酸(suan)(suan)化(hua)(Phosphorylation)是最常(chang)見、最重要(yao)的共(gong)價(jia)修飾方式。磷(lin)酸(suan)(suan)化(hua)的過程(cheng)就是在激酶(mei)的催(cui)化(hua)作(zuo)用下，將ATP的磷(lin)酸(suan)(suan)根基團轉移到蛋(dan)白(bai)(bai)的氨基酸(suan)(suan)側鏈(lian)（△M=79.9799 -H+H2O3P），蛋(dan)白(bai)(bai)的磷(lin)酸(suan)(suan)化(hua)和(he)去磷(lin)酸(suan)(suan)化(hua)這一(yi)可逆過程(cheng)幾乎調節著生命活動(dong)的所有過程(cheng)，包(bao)括細(xi)胞的增殖、發育和(he)分化(hua) ，細(xi)胞骨(gu)架調控、細(xi)胞凋(diao)亡等。
（2）乙酰化修飾
蛋(dan)白質乙(yi)(yi)(yi)酰(xian)(xian)化(hua)(hua)最(zui)早發(fa)現(xian)主(zhu)要(yao)發(fa)生在(zai)細(xi)胞核內的(de)組蛋(dan)白上(shang)，參(can)與調(diao)控基(ji)因轉錄過(guo)程(cheng)(cheng)。后來(lai)，隨著(zhu)質譜技術(shu)的(de)發(fa)展，發(fa)現(xian)在(zai)胞質或(huo)其(qi)他細(xi)胞器中大(da)量的(de)非(fei)組蛋(dan)白存在(zai)賴(lai)氨酸乙(yi)(yi)(yi)酰(xian)(xian)化(hua)(hua)修飾(shi)的(de)現(xian)象，越來(lai)越多的(de)非(fei)組蛋(dan)白的(de)特定(ding)位點(dian)乙(yi)(yi)(yi)酰(xian)(xian)化(hua)(hua)已被證實可(ke)調(diao)節其(qi)活性(xing)、定(ding)位、特異性(xing)相互作用以(yi)及穩定(ding)性(xing)。蛋(dan)白質乙(yi)(yi)(yi)酰(xian)(xian)化(hua)(hua)（acetylation）是指在(zai)乙(yi)(yi)(yi)酰(xian)(xian)基(ji)轉移酶（HATs/KATs）的(de)催化(hua)(hua)下把乙(yi)(yi)(yi)酰(xian)(xian)基(ji)團（如乙(yi)(yi)(yi)酰(xian)(xian)輔酶A 等供體）共價(jia)結合(he)到底物蛋(dan)白質的(de)賴(lai)氨酸殘基(ji)上(shang)的(de)過(guo)程(cheng)(cheng)。此過(guo)程(cheng)(cheng)可(ke)以(yi)被去乙(yi)(yi)(yi)酰(xian)(xian)化(hua)(hua)酶 (HDACs/KDACs) 逆(ni)轉，將(jiang)乙(yi)(yi)(yi)酰(xian)(xian)化(hua)(hua)蛋(dan)白質去乙(yi)(yi)(yi)酰(xian)(xian)化(hua)(hua)。
（3）乳酸化修飾
蛋(dan)白(bai)質(zhi)(zhi)乳(ru)(ru)(ru)酸(suan)(suan)(suan)化(hua)（protein lactylation）是一(yi)種(zhong)新型(xing)的(de)翻(fan)譯后修(xiu)(xiu)飾，指的(de)是乳(ru)(ru)(ru)酸(suan)(suan)(suan)基(ji)團（lactyl group）共價附(fu)著在蛋(dan)白(bai)質(zhi)(zhi)肽鏈(lian)的(de)賴氨酸(suan)(suan)(suan)殘基(ji)上。這種(zhong)修(xiu)(xiu)飾最早(zao)在 2019 年被(bei)(bei)發現，并被(bei)(bei)認為是一(yi)種(zhong)通(tong)(tong)過乳(ru)(ru)(ru)酸(suan)(suan)(suan)和蛋(dan)白(bai)質(zhi)(zhi)之(zhi)間(jian)的(de)共價結合(he)形成(cheng)的(de)化(hua)學修(xiu)(xiu)飾。其(qi)研究與(yu)代(dai)謝、細胞(bao)信號傳導(dao)以及疾(ji)病的(de)研究息息相關。乳(ru)(ru)(ru)酸(suan)(suan)(suan)是一(yi)種(zhong)代(dai)謝產(chan)物，通(tong)(tong)常由糖酵解途徑產(chan)生(sheng)。當細胞(bao)處于低氧環境（如劇烈運動或腫瘤組織中(zhong)）時(shi)，葡萄糖會被(bei)(bei)分解為乳(ru)(ru)(ru)酸(suan)(suan)(suan)，而(er)不是完(wan)全(quan)氧化(hua)為二氧化(hua)碳。L-乳(ru)(ru)(ru)酸(suan)(suan)(suan)是人體和真核生(sheng)物中(zhong)的(de)主要乳(ru)(ru)(ru)酸(suan)(suan)(suan)形式；原核生(sheng)物代(dai)謝產(chan)生(sheng)的(de)乳(ru)(ru)(ru)酸(suan)(suan)(suan)主要為D-乳(ru)(ru)(ru)酸(suan)(suan)(suan)。
（4）泛素化修飾
泛素(su)(su)(su)是一類在真核細胞中普遍存在的(de)(de)由76個氨(an)基酸組成(cheng)的(de)(de)高(gao)度(du)保守小分(fen)子(zi)。一個或多(duo)(duo)個泛素(su)(su)(su)分(fen)子(zi)能(neng)夠在一系列酶的(de)(de)作用下共(gong)價連接至(zhi)蛋白質底物上(shang)，形(xing)成(cheng)泛素(su)(su)(su)化修飾(shi)(shi)。泛素(su)(su)(su)-蛋白酶體系統(tong)是細胞內(nei)絕大多(duo)(duo)數蛋白質降解(jie)的(de)(de)主要方式(shi)之一，因此蛋白質泛素(su)(su)(su)化修飾(shi)(shi)是與蛋白質降解(jie)和功能(neng)調控密切相關的(de)(de)翻譯后修飾(shi)(shi)形(xing)式(shi)。蛋白質泛素(su)(su)(su)化研究有(you)助于了解(jie)細胞周(zhou)期調控、增(zeng)殖與分(fen)化、凋亡以及蛋白質周(zhou)轉代謝的(de)(de)機制。
（5）糖基化修飾
真核(he)生物(wu)(wu)中多肽和蛋白(bai)(bai)質(zhi)分子經過(guo)核(he)糖(tang)體合(he)成(cheng)后大多需要(yao)(yao)經過(guo)翻譯(yi)后修飾才(cai)能正常的(de)(de)(de)行使相應的(de)(de)(de)生物(wu)(wu)學功能，蛋白(bai)(bai)質(zhi)糖(tang)基(ji)化(hua)是真核(he)生物(wu)(wu)常見的(de)(de)(de)蛋白(bai)(bai)質(zhi)翻譯(yi)后修飾方(fang)式。蛋白(bai)(bai)質(zhi)糖(tang)基(ji)化(hua)是在(zai)糖(tang)基(ji)轉移酶的(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)下，通過(guo)糖(tang)苷鍵將蛋白(bai)(bai)質(zhi)分子與糖(tang)鏈分子進(jin)行連(lian)接，形成(cheng)糖(tang)蛋白(bai)(bai)的(de)(de)(de)過(guo)程(cheng)。蛋白(bai)(bai)質(zhi)糖(tang)基(ji)化(hua)修飾不僅(jin)參與細(xi)胞間相互作(zuo)用(yong)(yong)、細(xi)胞外基(ji)質(zhi)組(zu)織的(de)(de)(de)形成(cheng)以及細(xi)胞信號傳(chuan)導(dao)等重要(yao)(yao)的(de)(de)(de)細(xi)胞過(guo)程(cheng)，還可以改(gai)變蛋白(bai)(bai)質(zhi)的(de)(de)(de)結構、蛋白(bai)(bai)質(zhi)的(de)(de)(de)定位和蛋白(bai)(bai)質(zhi)的(de)(de)(de)運輸方(fang)式，影響蛋白(bai)(bai)質(zhi)的(de)(de)(de)穩(wen)定性、生物(wu)(wu)學活性和功能，在(zai)生物(wu)(wu)體內(nei)發(fa)揮(hui)著重要(yao)(yao)的(de)(de)(de)生理功能。
四、深度蛋白組+修飾組聯合分析內容
蛋(dan)白質作(zuo)為生(sheng)命活動的(de)核心執行者，其功能調(diao)控(kong)不(bu)僅依賴于豐度(du)變化(hua)，更受到翻譯后修(xiu)飾(shi)（PTM）的(de)動態調(diao)節。磷酸化(hua)、乙酰化(hua)、糖基(ji)化(hua)等(deng)修(xiu)飾(shi)通過改變蛋(dan)白質活性(xing)、定位(wei)及相互(hu)作(zuo)用(yong)，在細胞信號轉(zhuan)導、代謝(xie)調(diao)控(kong)、疾病發生(sheng)等(deng)過程中發揮關鍵(jian)作(zuo)用(yong)。然(ran)而，單一維度(du)的(de)蛋(dan)白質組學分析(xi)難以(yi)全面揭示復雜生(sheng)物機(ji)制(zhi)：例如(ru)，某些(xie)蛋(dan)白豐度(du)未發生(sheng)顯著變化(hua)，但其功能可能因修(xiu)飾(shi)水平(ping)改變而重塑。因此，蛋(dan)白質組與修(xiu)飾(shi)組學的(de)聯合分析(xi)，已成為系統(tong)解析(xi)分子調(diao)控(kong)網絡的(de)核心策略。
