蛋白质的脂质修饰:修订间差异
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=== N豆蔻酰化 === | === N豆蔻酰化 === | ||
N端Gly的氨基与豆蔻酸的羧基,酰胺键。 | |||
基序Met-Gly-X-X-X-Ser/Thr(Met被去除,methionine aminopeptidase)。 | |||
一般是共翻译修饰,但在凋亡期间,Caspase切割出的新GlyN末端也可翻译后修饰,如Bid, actin, gelsolinand和Huntingtin protein (Htt)。 | |||
ε-豆蔻酰化:赖氨酸的e氨基与豆蔻酸的羧基。这是可逆的。 | |||
单个豆蔻酸的结合力不够强,为了稳定结合在膜上,需要另一个棕榈酸/一簇碱性蛋白质与磷脂头部结合增强结合力。 | 单个豆蔻酸的结合力不够强,为了稳定结合在膜上,需要另一个棕榈酸/一簇碱性蛋白质与磷脂头部结合增强结合力。 | ||
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与S-棕榈酰化不同,N豆蔻酰化是不可逆的。 | 与S-棕榈酰化不同,N豆蔻酰化是不可逆的。 | ||
S棕榈酰化 | === S棕榈酰化 === | ||
半胱氨酸侧链和羧基,硫酯键; | |||
没有特定的基序。 | |||
翻译后修饰。S棕榈酰化位点也可以连接其他中长链脂肪酸。 | |||
由DHHC家族催化。DHHC是Asp-His-His-Cys基序的意思,对催化至关重要。DHHC中的C先接受棕榈酸,再转移至底物蛋白上。一些家族成员可以修饰其他脂肪酸,如豆蔻酸和硬脂酸。 | 由DHHC家族催化。DHHC是Asp-His-His-Cys基序的意思,对催化至关重要。DHHC中的C先接受棕榈酸,再转移至底物蛋白上。一些家族成员可以修饰其他脂肪酸,如豆蔻酸和硬脂酸。 | ||
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=== Wnt的O-棕榈酰化 === | === Wnt的O-棕榈酰化 === | ||
内部的丝氨酸羟基与棕榈油酸(C16:1D9) | 内部的丝氨酸羟基与棕榈油酸(C16:1D9)的羧基,酯键。 | ||
修饰过程中,先脱氢再转移。识别基序CXCHGXSXXCXXKXC。可逆。 | |||
=== 胃促生长素ghrelin的辛酸化 === | === 胃促生长素ghrelin的辛酸化 === | ||
接近N端的丝氨酸羟基与辛酸的羧基,酯键。 | |||
ghrelin是已知的唯一辛酰化蛋白,也是人类蛋白质组中 GOAT 的唯一底物 [55]。GOAT 识别ghrelin的前五个氨基酸:GSSFL,丝氨酸3是修饰位点。 | ghrelin是已知的唯一辛酰化蛋白,也是人类蛋白质组中 GOAT 的唯一底物 [55]。GOAT 识别ghrelin的前五个氨基酸:GSSFL,丝氨酸3是修饰位点。 | ||
2024年10月15日 (二) 12:22的版本
修饰名称 | 酶 | 例子 | 可逆与否 |
N-豆蔻酰化 | NMT1,2 | c-Src,MARCKS,ARF1,Src家族激酶,Gα,AKAPs,Recoverin, eNOS,GCAP1 | 否 |
ε-豆蔻酰化 | NMT1,2 | ARF6 | 可 |
去(E)豆蔻酰化 | Sirtuin-2 | ARF6 | |
S-棕榈酰化 | DHHC家族 | H-Ras, N-Ras, GPCRs, PSD95, SNAP25,eNOS, iNOS, GAP43, Src family kinases,Ga(Gaq,11,12,13,14,15,
16),AKAPs,Transferrin eceptor, GABAAreceptor g2 subunit, AMPA receptor subunits |
可 |
去S棕榈酰化 | Ga subunits, H-Ras, N-Ras, PSD95 | ||
N棕榈酰化 | Hhat | Hedgehog family proteins (Shh, Ihh, Dhh) | 不可 |
O-棕榈酰化 | Porcupine | Wnt家族 | |
去O-棕榈酰化 | Notum | Wnt家族 | |
辛酸化 | GOAT | Ghrelin | |
甾醇化 | Hedgehog | Hedgehog家族(Shh,Ihh,Dhh) | |
法尼基化 | FTase | Ras, lamin A/B, CENP-E,CENP-F, transducin g subunit | |
牻牛儿基化 | GGTase I | Rho,Rac,Ral,Rap,Gγ | |
GGTase II/REP | Rab | ||
GGTase III | Ykt6, FBXL2 | ||
GPI锚定 | 多种 | 碱性磷酸酶,5’核苷酸酶,CD55.Thy1,NCAM,乙酰胆碱酯酶 | |
去GPI化 | GDE2,GDE3 | 尿激酶受体,Glycipan-6 | |
PE结合 | Atg4,7,3 | LC3 | |
PE去除 | Atg4 | LC3 |
N豆蔻酰化
N端Gly的氨基与豆蔻酸的羧基,酰胺键。
基序Met-Gly-X-X-X-Ser/Thr(Met被去除,methionine aminopeptidase)。
一般是共翻译修饰,但在凋亡期间,Caspase切割出的新GlyN末端也可翻译后修饰,如Bid, actin, gelsolinand和Huntingtin protein (Htt)。
ε-豆蔻酰化:赖氨酸的e氨基与豆蔻酸的羧基。这是可逆的。
单个豆蔻酸的结合力不够强,为了稳定结合在膜上,需要另一个棕榈酸/一簇碱性蛋白质与磷脂头部结合增强结合力。
可以通过隐藏或伸出豆蔻酸来在锚定和游离之间切换。
与S-棕榈酰化不同,N豆蔻酰化是不可逆的。
S棕榈酰化
半胱氨酸侧链和羧基,硫酯键;
没有特定的基序。
翻译后修饰。S棕榈酰化位点也可以连接其他中长链脂肪酸。
由DHHC家族催化。DHHC是Asp-His-His-Cys基序的意思,对催化至关重要。DHHC中的C先接受棕榈酸,再转移至底物蛋白上。一些家族成员可以修饰其他脂肪酸,如豆蔻酸和硬脂酸。
通过棕榈化和去棕榈化,蛋白质可以在锚定和游离之间切换。
棕榈酰化蛋白质有两类,一类是跨膜的,以此进行调节。一类是有其他脂肪酸修饰的,可以增强那不稳定的修饰。
棕榈酰化在将许多蛋白质引导至脂筏中起着关键作用。
N棕榈酰化
N端Cys的氨基与棕榈酸的羧基,酰胺键。如Hedgehog家族成员。以Shh为例,其进入内质网,切去信号肽,C端介导自切,C端部分在ER中被降解,N端Cys修饰棕榈酸,C端甘氨酸修饰胆固醇。双脂质修饰的Shh是有活性的Shh。修饰酶是Hhat,识别CGPGRG基序。
Wnt的O-棕榈酰化
内部的丝氨酸羟基与棕榈油酸(C16:1D9)的羧基,酯键。
修饰过程中,先脱氢再转移。识别基序CXCHGXSXXCXXKXC。可逆。
胃促生长素ghrelin的辛酸化
接近N端的丝氨酸羟基与辛酸的羧基,酯键。
ghrelin是已知的唯一辛酰化蛋白,也是人类蛋白质组中 GOAT 的唯一底物 [55]。GOAT 识别ghrelin的前五个氨基酸:GSSFL,丝氨酸3是修饰位点。
Hedgehog的胆固醇修饰
迄今为止,刺猬蛋白是已知的唯一含有共价连接胆固醇的蛋白质。反应由C端自行催化。切点N端为Gly,C端为Cys,首先巯基进攻肽键,Gly和Cys连接方式从酰胺键变为硫酯键。胆固醇的C3羟基进攻硫酯键,最后变成甘氨酸的羧基和胆固醇的羟基相连,酯键。整个反应类似于内含肽的切除。
异戊二烯化
C端Cys巯基与各种异戊二烯的甲基,硫醚键。识别基序CAAX(A代表脂肪族氨基酸),首先异戊二烯与C相连,然后AAX被切除,然后Cys的羧基被羧甲基化,封闭起来。不可逆。
X是Met,Ala,Ser,Gln时,法尼基会结合。与豆蔻酸类似,法尼基结合力不足,需要棕榈酸\碱性残基辅助。
X是Ile或Leu时,牻牛儿基会结合。牻牛儿基的结合力足够强。
GPI锚定
C端羧基与磷酸乙醇胺的氨基,酰胺键。共有核心为H2N-(CH2)2-O-PO3-甘露糖-甘露糖-葡萄糖胺-PI。反应开始于内质网胞质侧,GlcNAc转移到PI上,去除Ac,翻转进入内质网腔内,添加其余成分。受体蛋白具有GPI信号序列,包括8-12个极性残基,一个Ω残基(通常为 Gly、Ala、Cys、Ser、Asp 或 Asn),还有10-20个被切掉的疏水残基。
锚中饱和脂肪酸的存在促进了 GPI 锚定蛋白与脂筏的结合。
GPI 锚还将修饰的蛋白质引导至极性细胞的顶端面。
自噬和PE的泛素样连接
首先,Atg8 中的 C 端精氨酸被半胱氨酸蛋白酶 Atg4 裂解。接下来,新暴露的 C 端甘氨酸羧基通过硫酯键与 Atg7 内的半胱氨酸连接。第三,Atg8 从 Atg7 转移到 Atg3,Atg3 是一种 E2 样酶,通过硫酯键与 Atg8 结合。最后,Atg3 被释放,Atg8 通过酰胺键与 PE 的氨基偶联。PE 与 Atg8 的结合促进了 Atg8 与自噬体膜的紧密结合,对于这种双膜结构的伸长和密封至关重要。当自噬体成熟时,PE 偶联的 Atg8 被 Atg4 裂解以释放游离的 Atg8。LC3 家族是 Atg8 的哺乳动物同源物,也通过类似于酵母中描述的过程与 PE 脂质化。
细菌的脂质修饰
在细菌中,一种不寻常但常见的脂质修饰发生在 2000 多种蛋白质的末端,导致形成含有三种脂肪酸的脂蛋白(图 13.5C)[74]。注定要成为脂蛋白的细菌蛋白包含一个具有保守序列的 N 末端信号肽,称为脂盒基序,位于信号肽酶切割位点的上游,紧随切割位点之后的半胱氨酸 (Cysþ1)。产生这些脂蛋白的生物合成途径包括三个步骤。首先,前原脂蛋白二酰基甘油转移酶 (Lgt) 通过硫醚键催化甘油二酰基从磷脂酰甘油连接到 Cysþ1 的硫醇。接下来,信号肽酶 (Lsp) 去除信号肽,将修饰的 Cysþ1 暴露为新的 N 端。第三,甘油二酰基半胱氨酸的 a 氨基被 Lnt(载脂蛋白脂质修饰蛋白第 13 447 章 N-酰基转移酶)与脂肪酸(通常为 16 或 18 个碳)酰化,形成成熟的三酰化脂蛋白。革兰氏阴性菌执行所有三个步骤以形成三酰化脂蛋白,而大多数革兰氏阳性菌缺乏 Lnt,而是形成具有乙酰化 N 末端的二酰化脂蛋白。Lgt 和 Lsp 对于某些但不是所有细菌的生存至关重要,脂蛋白已被证明在细菌代谢和宿主病原体相互作用中起关键作用。