蛋白质翻译后修饰（Post-translational modifications, PTMs）是指蛋白质在合成后，在氨基酸侧链或末端进行的一系列化学修饰。这些修饰显著扩大了基因编码所承载的信息容量，并赋予蛋白质多种功能。PTMs不仅提升了蛋白质的多样性，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、基因表达等方面发挥着至关重要的作用。本期将重点讨论磷酸化和乙酰化两种翻译后修饰，这两者在细胞生命过程中无处不在。

磷酸化

磷酸化是最常见的翻译后修饰之一，它涉及将一个磷酸基团（PO₄³⁻）通过磷酸酯键连接到特定的氨基酸残基上。通常，磷酸化发生在丝氨酸（Serine, Ser）、苏氨酸（Threonine, Thr）、酪氨酸（Tyrosine, Tyr）残基的羟基侧链上。其中，丝氨酸和苏氨酸的磷酸化较为普遍，酪氨酸的磷酸化则更常与细胞信号传导路径的调节相关。

磷酸化几乎影响所有细胞进程，包括：

• 信号转导：多种外部刺激可引发磷酸化级联反应，例如，受体酪氨酸激酶（RTKs）在细胞表面接受生长因子信号后会发生自磷酸化，激活下游信号传导分子，从而影响基因表达与细胞功能。
• 酶活性调节：磷酸化能够作为“开关”调节酶的活性，比如，糖原磷酸化酶在未磷酸化状态下不活跃，一旦被激酶磷酸化后就会催化糖原分解为葡萄糖，以供细胞能量。
• 蛋白质定位：磷酸化改变了蛋白质的电荷状态，影响它们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。
• 蛋白质-蛋白质相互作用：磷酸化位点为其他蛋白质的识别和结合提供了重要位置，帮助组装信号复合体等，调节蛋白质复合体的形成和拆解。
• 细胞周期调控：细胞周期进展受到一系列磷酸化事件的严格控制，例如，周期蛋白依赖性激酶（CDKs）的磷酸化和去磷酸化状态决定了G1/S和G2/M等关键检查点的通过。

乙酰化

乙酰化是指在蛋白质的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。乙酰基的引入改变了赖氨酸侧链的正电荷特性，从而显著影响蛋白质的功能。

乙酰化相关的重要功能包括：

• 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重要机制。当组蛋白的赖氨酸残基被乙酰化时，会减弱组蛋白与DNA间的静电吸引力，从而增强基因转录活性。
• 代谢酶活性调节：参与能量代谢的关键酶如丙酮酸脱氢酶复合体受到乙酰化的影响，其状态直接调节细胞的能量代谢。
• 蛋白质稳定性与降解：乙酰化可能掩盖泛素化位点，防止蛋白质被降解，延长其半衰期。
• 信号传导：一些参与信号传导的蛋白质，如NF-κB的活性受乙酰化状态的调控。
• 细胞凋亡：P53肿瘤抑制蛋白的乙酰化在诱导细胞凋亡中起关键作用，促进其转录活性，激活下游凋亡相关基因。

未来的文章将进一步探讨甲基化和糖基化这两种翻译后修饰，敬请期待[Z6·尊龙凯时]的深入分析与相关研究！