蛋白质翻译后修饰（Post-translational modifications, PTMs）是指在蛋白质合成完成后，针对氨基酸侧链或末端进行的一系列化学修饰。这些修饰显著扩展了基因编码的信息容量，为蛋白质的功能多样性提供了基础。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、稳定性及降解、细胞周期调控以及基因表达调控等重要生物过程发挥着关键作用。

磷酸化及其在细胞过程中的作用

本期将深入探讨磷酸化和乙酰化这两种关键的翻译后修饰，它们广泛参与了细胞的生命过程。磷酸化是最普遍的翻译后修饰之一，它通过将一个磷酸基团（PO₄³⁻）连接到特定的氨基酸残基上，影响着几乎所有细胞进程。这些进程包括：

(1) 信号转导：胞外刺激引发的级联反应中，磷酸化和去磷酸化是关键环节。例如，受体酪氨酸激酶（RTKs）接受生长因子信号后，实现自磷酸化，进而激活下游信号分子如RAS、RAF等，最终影响基因表达和细胞功能。

(2) 酶活性调节：磷酸化可作为“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，而磷酸化后则能够催化糖原分解产生能量。

(3) 蛋白质定位：磷酸化通过改变蛋白质的电荷状态，影响与其他蛋白质或细胞器的相互作用，决定其亚细胞定位。

(4) 蛋白质-蛋白质相互作用：磷酸化位点常成为其他蛋白质的结合热点，对于信号复合体的组装和调节至关重要。

(5) 细胞周期调控：细胞周期的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）的状态直接关系到细胞周期的各个检查点。

乙酰化与基因表达的调控

乙酰化是另一种重要的翻译后修饰，指在特定氨基酸残基上添加乙酰基（CH₃CO），通常发生在赖氨酸（Lysine, K）残基。乙酰基的引入改变了赖氨酸侧链的电荷特性，对蛋白质的功能产生深远影响。

(1) 染色质结构与基因表达调控：组蛋白乙酰化在表观遗传调控中发挥了重要作用。乙酰化降低组蛋白与DNA之间的静电吸引力，使染色质结构松散，促进基因转录。

(2) 代谢酶活性调节：关键信息代谢酶如丙酮酸脱氢酶的活性受到乙酰化的影响，进而调节细胞的能量代谢。

(3) 蛋白质的稳定性与降解：乙酰化影响蛋白质的稳定性，有时还可能遮蔽泛素化位点，防止蛋白质被降解，延长其半衰期。

(4) 信号传导：一些信号传导蛋白质的活性也通过乙酰化调节，比如NF-κB的活性受其乙酰化状态影响。

(5) 细胞凋亡：肿瘤抑制蛋白p53的乙酰化在诱导细胞凋亡过程中起着关键作用，增强其转录活性，从而有效激活下游凋亡相关基因。

未来，我们将在后续内容中探讨甲基化和糖基化这两种修饰，敬请期待! 在这方面，尊龙凯时将为您提供更多卓越的生物医学信息及解决方案，助力科研与临床进展。