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蛋白质生物合成后的加工与修饰

时间:2022-02-11 理论教育 版权反馈
【摘要】:刚从核糖体上释放的新生多肽链,通常不具备生物活性,需要经过一系列复杂的加工和修饰过程才能转变成具有特定空间构象和生物学功能的蛋白质,这一过程称为翻译后加工修饰。结合蛋白质在多肽链合成后还需与相应辅基连接,才具有生物学功能。蛋白质合成后定向地被输送到其执行功能的场所称为靶向输送。分泌性蛋白质往往在其N-端具有一段疏水的肽段,称为信号肽。

刚从核糖体上释放的新生多肽链,通常不具备生物活性,需要经过一系列复杂的加工和修饰过程才能转变成具有特定空间构象和生物学功能的蛋白质,这一过程称为翻译后加工修饰。常见的加工修饰方式有以下几种:

(一)新生肽链的折叠

新生肽链一般需在蛋白质二硫键异构酶、肽-脯氨酰顺反异构酶和分子伴侣等的参与下,经过折叠才能形成具有特定空间构象和生物活性的蛋白质。

(二)N端甲酰甲硫氨酸或甲硫氨酸残基的切除

由脱甲酰基酶或氨基肽酶催化水解切除新生多肽链N端第一个甲硫氨酸或甲酰甲硫氨酸残基,此过程可在肽链延伸过程中或合成后进行。

(三)氨基酸残基侧链的修饰

包括二硫键的形成,氨基酸残基的羟基化、甲基化磷酸化、乙酰化等。

(四)辅基的连接和亚基的聚合

结合蛋白质在多肽链合成后还需与相应辅基连接,才具有生物学功能。如糖蛋白中糖链的加入,脂蛋白中脂肪酸链的加入。由多个亚基组成的蛋白质如血红蛋白,在各亚基合成后,还需通过非共价键将亚基聚合成多聚体,形成蛋白质的四级结构。

(五)水解修饰

一些多肽链合成后,需经特异蛋白水解酶水解去除某些肽段或氨基酸残基。如分泌性蛋白质要去除其N端信号肽;酶原的激活及某些肽类激素由无活性前体转变为有活性形式,也需专一性蛋白酶的水解及修饰。在真核生物中,一条多肽链经加工可产生多条功能不同的小分子生物活性肽。

(六)靶向输送

蛋白质合成后定向地被输送到其执行功能的场所称为靶向输送。分泌性蛋白质往往在其N-端具有一段疏水的肽段,称为信号肽。信号肽与胞浆中的信号肽识别粒子(signal recognition particles,SRP)识别并特异结合,然后再由SRP与内质网膜上的对接蛋白识别并结合,将蛋白质引导进入内质网,再经高尔基体分泌出细胞。到其他亚细胞部位的蛋白质也都由不同的信号序列引导,定位于特定的亚细胞部位(如线粒体、细胞核等)。

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