3.氨基酸残基的侧链修饰

氨基酸残基的侧链修饰 2021遗传学 甲基化Methylation 精氨酸的三个甲基化衍生物〔Nω-methyl- Nω, Nω-dimethyl-, and Nω, Nω,-dimethyl-〕常出现于一些蛋白质当中，主要是核苷酸结合蛋白，例如组蛋白，核仁蛋白，髓磷脂碱性蛋白，甲基化的功能还没有完全探讨清晰 磷酸化Phosphorylation Nw-磷酸精氨酸也常出现在髓磷脂碱蛋白中，一种鼠肝DNA结合的精氨酸特异性蛋白激酶，它磷酸化它自身和一个11-kDa的染色体结合蛋白 ADP-核糖基化ADP-ribosylation〔有一种催化ADP核糖基化的酶〕 1. Nω-ADP-核糖基化精氨酸 a and b 异头物 常出现在细菌肠毒素、霍乱毒素和大肠杆菌不耐热肠毒素等蛋白质的修饰中 2. 脊椎动物的精氨酸特异核糖基转移酶是常见的ADP-核糖基化水解酶 3. 第三类精氨酸特异的核糖基转移酶是由噬菌体编码的 瓜氨酸Citrulline 由精氨酸残基衍生化而成，多见于头发和皮肤蛋白中。 鸟氨酸Ornithine 可能也是有精氨酸衍生而来，被发觉于一种洋芋中的不常见的富羟脯氨酸糖蛋白凝集素中 戊糖素Pentosidine Pentosidine是由精氨酸残基的侧链和被氧化的糖基化的赖氨酸衍生物结合形成的 1、糖基化Glycosylation 〔一〕构造其中一种最常见的细胞膜胞外区域、分泌体和溶酶体蛋白的翻译后修饰是天门冬酰胺侧链糖基化〔N-连接糖基化〕，b-N-乙酰葡糖胺作为连接单元连接到N原子上 GlcNAcb-----Asn 绝大多数聚糖的构造都已经被确定，它们大多数都存在于三种构造类型高甘露糖型、困难型和杂合型。 三种类型}------ GlcNAcb-----Asn 在糖蛋白中发觉的常见单糖局部在下列图中列出 1、真核生物中 1〕.糖基化在真核生物中的合成途径包括 a.移多萜酰连接的前体糖基的转移 Glc3-Man9-GlcNAc2-到序列-Asn-Xaa-〔Ser或Thr〕-的天冬酰胺侧链上，其中Xaa可以是除脯氨酸外的其它任何一种氨基酸 成熟的过程包括去除葡萄糖单元和在大多数状况下除去甘露糖残基， 紧接着添加岩藻糖、半乳糖，N-乙酰葡萄糖胺和铝硅脂酸，有时也参与其它糖类化合物、磷酸盐和硫酸盐 2〕.真核生物中糖基化的形成， 具体怎样产生特异性的精确聚糖链构造还不是很清晰 a.不是全部的胞外的Asn-Xaa-Ser or Thr的天门冬酰胺残基都被糖基化 b. 在很多糖蛋白中是不均一性的，由于一些分子携带了比其它分子更多的糖基侧链；糖基构造上一般也有微不专一性，但是一个特异性位点主要携带单一种类糖基侧链。例如，人的黑素瘤细胞组织纤溶酶原激活剂在117-天冬酰胺有很多的甘露糖侧链，在448-天冬酰胺有困难的三线或四线侧链，还有将近50的蛋白质在184-天冬酰胺主要有双线困难的侧链 跨膜蛋白及跨膜蛋白的胞外区域的天门冬酰胺残基很少出现糖基化 a.酵母的胞外糖蛋白具有很多的多聚甘露糖构造,一种methylotrophic 酵母在它的分泌蛋白中产生单一的富含甘露糖的聚糖构造 昆虫细胞中，相对简洁的聚糖链通常都存在，刚好困难的复合糖bisialo-biantennary〕也能被检测到，其它的昆虫糖蛋白构造更困难 致肾炎的糖苷中有一种很少见的N-连接的糖基化一个基底膜糖肽一个三糖连接到氨基酸链Asn-Pro-Leu的N-末端上 e.真核生物胞外层粘连蛋白中也存在b-Glc-Asn f.在氨基酸序列Asn-Ala-Ser中，天门冬酰胺-N-乙酰半乳糖按连接到一个硫化的重复糖单位中〔包括半乳糖、半乳糖醛酸、N-乙酰葡糖胺、N-乙酰半乳糖按和3-O-甲基半乳糖醛酸〕 2、原核生物 天冬酰胺采集在真核生物蛋白质中一般不发生糖基化；大多数例外的特征都是存在于古细菌中 例外 盐杆菌的细胞外表有一种糖蛋白是葡萄糖基化的天门冬酰胺连接到一个硫酸化的葡聚糖醛链上 〔二〕功能特征 特征大量典型的N-连接糖蛋白的糖链都具有很强的亲水性，并且都是在蛋白质外表形成高的水化构造 ， 但是有些状况下，如免疫球蛋白IgG的Fc域的保守糖链中，糖残基几乎是与蛋白质外表连在一起的。 功能糖蛋白中聚糖链的构造与功能特性是不同的 1〕它们可能有利于蛋白质的稳定性，同时在物理化学和空间构造阻碍蛋白酶体的降解并增加蛋白质的溶解性。 2〕聚糖链在分子和细胞识别上特别重要，并且它们在唾液酸化或硫酸化时供应一个负电荷的外表，它能够形成细胞外表的优势特性。 3〕糖构造也有可能具有免疫原的作用 2.ADP-核糖基化 糖基化的一个附加构造是将ADP-核糖基添加到内毒杆菌毒素C3的rho和rac家族的一个小ras-类似蛋白质中的天冬酰胺残基上. 3、水解和异构化作用 水解和异构化作用通常同时出现 现象在体内的储存蛋白和一些长寿命蛋白中，如人眼晶体蛋白，能自发地脱去天门冬酰胺的酰胺基，它的速度依靠于特定的天冬酰胺残基和PH等环境。 Asn-Gly序列是最敏感的，无论在哪Asn-Ser 和 Asn-Ala 的脱酰胺基都很慢，而且很多天冬酰胺连接的残基都会抑制它的速度。 在小合成肽中， -Asn-Ala-序列的天冬酰胺残基的半衰期通常在18-507天之间；在37℃ 脱酰胺的结果是产生了亚胺，亚胺构造可能相比照拟稳定，在酵母中表达和纯化的一个水蛭素的小分子也具有从Asn-Gly-序列脱下的亚胺构造。其他的状况，例如老化的a-晶体蛋白中，肽键断裂也会有这样的结果 b-羟基化天冬酰胺残基被证明存在于依靠维生素K的血浆蛋白S的表皮生长因子〔 EGF〕类似的部位，它是一种抗凝血剂蛋白，作为一种协助因子在凝血因子Va 和 Vllla 的降解中去激活补体蛋白 尽管羟基化天冬酰胺残基的作用还没有完全弄清晰，但是它可能与钙粘合有关。 g-N-甲基天冬酰胺作为71-残基出现在项圈藻的别藻蓝素b-亚单位和聚球藻属6301、蓝藻细菌等的藻胆蛋白中。 6、穿插连接到赖氨酸残基 一个Ne-的赖氨酸残基与天冬酰胺残基的b-羧基的酰胺连接构造出现在牛的初乳蛋白中，这个构造与通常视察到的谷氨酰胺和赖氨酸侧链的的iso-肽键类似，它由转谷氨酰胺酶催化，但是很少见。 三.天冬氨酸Aspartic Acid 甲基天冬氨酸酯类被认为是天冬酰胺水解和异构化的产物。 b-羟基天冬氨酸残基出现在很多质膜蛋白的EGF-类似域〔共有序列为CXDXXXXF/YXCXC〕中， 这种构造第一次被鉴定并且确定在补体蛋白C〔一种钝化凝血因子Va和Vllla的抗凝血剂的前