蛋白質乙?；?真核細胞中的一種重要翻譯后修飾
日期：2024-02-02 16:03:52
眾所周知，翻譯后修飾（PTM）是真核細胞實現蛋白質功能多樣化和動態(tài)協(xié)調信號網絡的重要機制。1964年，Vincent Allfrey及其同事首次發(fā)現了組蛋白上的賴氨酸乙?；揎?。隨后，以質譜儀為基礎的蛋白質組學大大加速了內源性乙?；鞍踪|的發(fā)現和鑒定，同時也揭示了非組蛋白乙?；恼{控過程。乙?；揎検且环N進化保守的PTM，存在于原核生物和真核生物中。下文將重點介紹蛋白質乙?；亩x、功能、機制以及相關疾病。
1. 什么是蛋白質乙?；?/h2>
蛋白質乙?；钦婧松镏兄饕姆g后修飾（PTMs）之一，其中乙酰輔酶A（Ac-CoA）的乙?；灰攵嚯逆溕系奶囟ㄎ稽c [1]。蛋白質被乙?；牟课灰词歉鞣N氨基末端殘基，要么是賴氨酸殘基的ε-氨基。大多數真核生物蛋白質和調節(jié)肽在氨基末端殘基上發(fā)生乙酰化，而賴氨酸乙?；瘎t發(fā)生在組蛋白和轉錄因子等不同蛋白質的不同位點上。
2. 蛋白質乙?；墓δ?/h2>
人類的大多數蛋白質都會發(fā)生乙?；５鞍踪|的乙?；捎绊懙鞍踪|的電荷、構象、穩(wěn)定性、定位、合成以及與其他分子的相互作用。已發(fā)現許多乙?；鞍踪|參與了多種細胞過程，如翻譯、轉錄、蛋白質折疊、細胞分裂、DNA損傷修復、信號轉導和新陳代謝。組蛋白的乙?；山档推湔姾桑魅跗渑cDNA結合的能力，并導致核小體解聚，從而使轉錄因子和RNA聚合酶順利與DNA結合，激活基因的轉錄活性。研究發(fā)現，乙酰化可影響核酸酶的酶活性，從而調節(jié)底物RNA的水平 [7]。乙?；€能調節(jié)100多種非組蛋白，包括轉錄因子、轉錄輔激活因子和核受體 [8]。非組蛋白乙?；辜毎δ軓碗s化，而線粒體關鍵酶的乙?；瘎t調節(jié)生物能代謝。蛋白質乙酰化還與蛋白質降解有關。此外，蛋白質乙?；€能調節(jié)多種信號通路并影響細胞周期。
3. 蛋白質乙?；臋C制
研究最多的蛋白質乙?；l(fā)生在氨基上，但也檢測到絲氨酸、蘇氨酸和組氨酸殘基上的乙?；?。蛋白質氨基的乙?；腥N不同的機制：賴氨酸乙?；∟?-乙酰化）、蛋白質N端乙?；∟ α-乙酰化）和O-乙?；?。
3.1 N?-賴氨酸乙酰化
賴氨酸乙?；址Q N?-賴氨酸乙酰化，是指將乙酰基從乙酰輔酶 A（乙酰輔酶 A）轉移到蛋白質中賴氨酸側鏈 ? 位的伯胺上。這一可逆過程中和了賴氨酸側鏈?位的正電荷。失去正電荷和增大的賴氨酸會破壞鹽橋并引入立體結構，從而改變蛋白質-蛋白質/DNA 之間的相互作用、穩(wěn)定性和酶活性 [2][3]。
有力的證據表明，蛋白質賴氨酸乙酰化可通過兩種不同的機制發(fā)生：酶促乙?；头敲复僖阴；ɑ瘜W乙?；?sup>[4]。兩種不同的機制顯示了對不同賴氨酸乙?；稽c的偏好，并揭示了這些賴氨酸位點相對乙酰化變化的不同動態(tài)。
酶促乙?；揽恳阴］o酶 A（Ac-CoA）乙酰轉移酶催化乙?；蛸嚢彼釟埢?-氨基轉移。非酶促乙?；l(fā)生在乙酰供體和蛋白質之間。在真核細胞中，特別是在線粒體內，高能硫代酯類 AcCoA 可對蛋白質進行化學乙?；?[16]。
3.2 Nα-乙?；?/h3>
Nα-乙酰化是指在N端氨基酸的 α-氨基上添加乙?；＿@是一個典型的不可逆過程，由 N-α-乙酰轉移酶（NATs）介導。大約85%的人類蛋白質是通過 Nα-乙?；揎椀?[5]。在真核生物中，Nα-乙?；浅３Ｒ姡沂欠g過程中的共同作用，但在細菌中卻很少見，而且是翻譯后的作用 [17]。在真核細胞中，Nα-乙?；窗l(fā)生在蛋氨酸的游離氨基上，要么發(fā)生在N端蛋氨酸裂解后暴露的氨基酸上。在細菌、線粒體和葉綠體中，Nα-乙?；欠g后進行的，因為蛋氨酸必須首先進行變形。
3.3 O-乙?；?/h3>
O-乙?；侵冈诶野彼?絲氨酸/蘇氨酸殘基的羥基上添加乙?；?[6]。它已被確定為蛋白質乙?；牡谌N類型。耶爾森氏菌外層蛋白J（YopJ）會對激活MAPK/ERK激酶和IκB激酶家族所需的絲氨酸和蘇氨酸殘基側鏈進行乙?；?，從而阻斷它們的磷酸化，抑制信號轉導。蛋白質N-聚糖中的硅醛酸的O-乙?；且环N重要的修飾，可以在 4-、7-、8-或9-位上以不同的組合出現。
4. 蛋白質乙?；c疾病
功能蛋白的乙?；腿ヒ阴；谂咛グl(fā)育、出生后成熟、心肌細胞分化、心臟重塑以及各種心血管疾病（包括肥胖、糖尿病、心臟代謝性疾病、缺血再灌注損傷以及心臟重塑、高血壓和心律失常等）的發(fā)病過程中發(fā)揮著重要作用 [10] [11]。
歐陽潔等研究表明，腎小管上皮細胞線粒體中 SOD2 和 p53 蛋白乙酰化的升高是缺血再灌注（I/R）誘導急性腎損傷（AKI）發(fā)病機制中的一個重要信號事件 [9]。一些研究還表明，恢復 SIRT1/3 的活性可能是治療 AKI 的新靶點。SIRT1 和 3 是依賴于煙酰胺腺嘌呤二核苷酸的蛋白去乙酰化酶，在抗氧化應激和抗細胞凋亡過程中發(fā)揮保護腎功能的作用。使用白藜蘆醇可以有效恢復SIRT1/3的活性。研究表明，TDP-43的K136乙酰化會損害其RNA結合和剪接能力，促進病理磷酸化和泛素化TDP-43的不溶性聚集體的積累，這與肌萎縮性脊髓側索硬化癥（ALS）有關。
某些蛋白質的乙?；c癌變有關。與相應的非腫瘤組織細胞相比，結腸癌相關轉錄因子1（CCAT1）在食管鱗狀細胞癌（ESCC）細胞中的表達明顯更高 [12]。眾所周知，CCAT1的高表達可促進細胞增殖和侵襲，而下調 CCAT1 則可抑制這兩個生物學過程 [13]。據報道，H3K27的乙?；刹糠稚险{CCAT1的表達，而CCAT1有可能誘發(fā)癌癥 [14]。此外，糖酵解為癌細胞快速增殖提供了大量能量。磷酸甘油酸激酶1（PGK1）是糖酵解過程中的重要還原酶，如果發(fā)生乙?；赡軙淖儼┘毎脑鲋?。在肝癌細胞中，PGK1的活性會因乙?；鰪?，并進一步加速腫瘤細胞的增殖 [15]。
質譜技術與生物學的結合使大量乙?；稽c在所有蛋白質中的定位成為可能。越來越多的研究表明，乙?；亲匀唤缰凶钬S富的化學修飾之一，可能影響蛋白質的各種生理過程，甚至導致某些疾病。因此，蛋白質乙?；彩墙陙黹_發(fā)和設計治療多種疾病的新藥的一個很有前景的靶點。
5. 乙?；嚓P產物
許多乙酰轉移酶都參與了蛋白質的乙?；^程。在此，CUSABIO為科研人員提供一些優(yōu)質的乙酰轉移酶，用于蛋白質乙?；嚓P的研究。
| 乙酰化蛋白 | 乙酰轉移酶 |
|---|---|
| Human proteins | NatA (catalytic subunit: Naa10, Naa15 ), NatB (Naa20, Naa25), NatC (Naa30, Naa35, Naa38), NatD (Naa40), NatE (Naa50), NatF (Naa60), NatH (Naa80) |
| Histones (H2A, H2B, H3, H4) | Gcn5, PCAF, Hat1, Elp3, Hpa2, Esa1, MOF, Sas2, Sas3, Tip60, MORF, TAFII250, TFIIIC, ACTR, and SRC1. |
| E. coli ribosomal proteins (S18, S5, and L12) | RimI, RimJ, RimL |
| Transcription factors (p53, E2F1-3, EKLF) | PCAF/Gcn5, p300/CBP, TAFII250 |
| Nuclear import factors (importin-α7 and Rch1) | p300/CBP |
參考文獻：
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