Modificación postraducional
As modificacións postraducionais (MPT) son as modificacións químicas que sofren as proteínas despois da súa tradución nos ribosomas. É un dos pasos finais na síntese de proteínas e, por tanto, da expresión xénica, para moitas proteínas. Moitas proteínas non poderían exercer as súas funcións se non sofren estes cambios.
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/25/Insulinpath.png/250px-Insulinpath.png)
Unha proteína ou cadea polipeptídica é unha cadea de aminoácidos. Durante a síntese de proteínas, poden incorporarse á proteína en formación 20 aminoácidos diferentes. Despois da tradución, a modificación postraducional dun aminoácido amplía as posibles funcións da proteína ao unirlle outro grupo químico funcional (como acetato, fosfato, varios lípidos e carbohidratos), ou cambiar a natureza química do aminoácido (por exemplo, citrulinación), ou provocando cambios estruturais (por exemplo, formación de pontes disulfuro).
Ademais, os encimas poden eliminar aminoácidos do extremo N-terminal da proteína, ou cortar a cadea peptídica polo medio. Por exemplo, a hormona peptídica insulina sofre dous cortes antes de que se formen as pontes disulfuro, e elimínase un propéptido da parte media da cadea; a proteína resultante consta de dúas cadeas polipeptídicas conectadas por pontes disulfuro. Tamén, a maioría dos polipéptidos nacentes empezan co aminoácido metionina porque o codón de inicio do ARNm codifica ese aminoácido, pero este aminoácido xeralmente é separado da proteína durante as modificacións postraducionais.
Outras modificacións, como a fosforilación, son parte habitual dos mecanismos para controlar o estado de funcionamento da proteína, por exemplo activando ou inactivando un encima.
A modificación postraducional das proteínas é detectada por espectrometría de masas ou pola técnica do Eastern blotting.
Adición de grupos funcionais[editar | editar a fonte]
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/5/53/GeneticCode22.svg/300px-GeneticCode22.svg.png)
Adición encimática in vivo[editar | editar a fonte]
Adición de grupos hidrófobos para localizar moléculas en membranas[editar | editar a fonte]
- miristoilación, unión dun miristato, un ácido graxo saturado C14
- palmitoilación, unión dun palmitato, un ácido graxo saturado C16
- isoprenilación ou prenilación, adición dun grupo isoprenoide (por exemplo, farnesol ou xeranilxeraniol)
- glipiación, formación dunha áncora de glicosilfosfatidilinositol (áncora GPI) por medio dun enlace amida coa cola C-terminal. As proteínas quedan ancoradas ás membranas se están unidas a esta substancia.
Adición de cofactores para potenciar a actividade encimática[editar | editar a fonte]
- lipoilación, unión dun grupo funcional lipoato (C8)
- unión dun grupo flavínico (FMN ou FAD), que pode unirse covalentemente
- unión dun hemo C por medio de enlaces tioéter con cisteínas
- fosfopanteteinilación, adición dun residuo de 4'-fosfopanteteinil do coencima A, como ocorre na biosíntese de ácidos graxos, policétidos, péptidos non ribosómicos e leucina
- formación da base de Schiff retinilideno.
Modificacións exclusivas de factores de tradución[editar | editar a fonte]
- formación de diftamida (nunha histidina encontrada no factor de elongación 2 eucariótico ou eEF2)
- unión de etanolamina fosfoglicerol (nun glutamato encontrado no factor de elongación da tradución 1 alfa eucariótico ou eEF1-alfa)[2]
- formación de hipusina (nunha lisina conservada do factor eucariótico eIF5A e do factor arqueano aIF5A).
Adición de pequenos grupos químicos[editar | editar a fonte]
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/b/ba/Nterminal_acetylation.png/220px-Nterminal_acetylation.png)
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b2/Cterminal_amidation.png)
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/ce/Pyroglutamate.png)
- acilación, por exemplo, a O-acilación (ésteres), N-acilación (amidas), S-acilación (tioésteres)
- acetilación, adición dun grupo acetilo, ao extremo N-terminal [3] da proteína (o que elimina a súa carga positiva) ou a residuos de lisina.[4] Ver tamén acetilación de histonas.[5][6] O inverso denomínase desacetilación.
- formilación, a metionina N-terminal pode bloquearse cun grupo formilo. Este grupo formilo pode ser eliminado polo encima deformilase (que tamén pode eliminar a propia metionina se vai seguida de glicina e serina).
- alquilación, adición dun grupo alquilo, por exemplo, metilo, etilo
- metilación adición dun grupo metilo, xeralmente nunha lisina ou arxinina. O inverso é a desmetilación.
- formación dun enlace amida
- amidación no extremo C-terminal
- adición de aminoácidos
- arxinilación, adición por mediación de ARNt
- poliglutamilación, unión covalente de residuos de ácido glutámico ao extremo N-terinal da tubulina e algunhas outras proteínas.[7] (Ver tubulina poliglutamilase).
- poliglicilación, unión covalente desde unha ata máis de 40 glicinas á cola C-terminal da tubulina
- butirilación
- gamma-carboxilación dependente da vitamina K[8]
- glicosilación, adición dun grupo glicosilo a unha arxinina, asparaxina, cisteína, hidroxilisina, serina, treonina, tirosina, ou triptófano orixinando unha glicoproteína. Estas unións de glícidos poden servir para distintas funcións, como incrementar a solubilidade ou servir como complexo de recoñecemento. As glicosilacións poden bloquearse con inhibidores como a tunicamicina. A glicosilación é distinta da glicación, que se refire á unión non encimática de azucres.
- polisialilación, adición do ácido polisiálico á molécula de adhesión á célula neural (NCAM)
- malonilación
- hidroxilación, os residuos de prolina poden ser hidroxilados (en dous átomos posibles) e tamén a lisina (nun átomo). A hidroxiprolina é un compoñente esencial do coláxeno. O encima que cataliza a hidroxilación require vitamina C.
- iodación (por exemplo, na tiroglobulina)
- Adición de nucleótidos como a ADP-ribosilación
- oxidación
- formación dun éster fosfato (unido a O) ou dun fosforamidato (unido a N)
- propionilación
- formación de piroglutamato, unha glutamina N-terminal pode atacarse a si mesma e formar un grupo piroglutamato cíclico
- S-glutationilación
- S-nitrosilación
- succinilación adición dun grupo succinilo á lisina
- sulfatación, adición dun grupo sulfato á tirosina. Ocorre no aparato de Golgi, e proporciona carga negativa a un residuo previamente neutro.
- selenoilación, incorporación cotraducional de selenio en selenoproteínas.
Adicións non encimáticas in vivo[editar | editar a fonte]
- glicación, adición dunha molécula de azucre a unha proteína sen o control dun encima.
Adicións non encimáticas in vitro[editar | editar a fonte]
- biotinilación, acilación de lisinas conservadas con biotina
- PEGilación adición de cadeas de PEG (polietilenglicol).
Adición doutras proteínas ou péptidos[editar | editar a fonte]
- ISGilación, unión covalente da proteína ISG15 (Interferon-Stimulated Gene 15)[9]
- SUMOilación, unión covalente de proteínas SUMO (Small Ubiquitin-related MOdifier)[10]
- ubiquitinación, unión covalente da proteína ubiquitina.
- Neddilación, unión covalente á proteína Nedd8
- PUPilación, unión covalente á PUP (Prokaryotic ubiquitin-like protein).
Cambios na natureza química dos aminoácidos[editar | editar a fonte]
- citrulinación, ou desiminación, conversión da arxinina en citrulina
- desamidación, conversión da glutamina en ácido glutámico ou da asparaxina en ácido aspártico
- eliminilación, conversión dun alqueno por beta-eliminación de fosfotreonina e fosfoserina, ou deshidratación de treonina e serina, e por descarboxilación da cisteína [11]
- carbamilación, conversión de lisina en homocitrulina.[12]
Cambios estruturais[editar | editar a fonte]
- pontes disulfuro, unión covalente de dúas cisteínas
- rotura proteolítica, clivaxe dunha proteína nun enlace peptídico
- racemización da prolina pola prolil isomerase.
Estatística das modificacións postraducionais[editar | editar a fonte]
Recentemente, compiláronse as estatísticas de cada modificación postraducional detectada experimentalmente ou supostamente utilizando información de proteoma amplo da base de datos Swiss-Prot.[13] Estas estatísticas poden atoparse en https://web.archive.org/web/20120830234041/http://selene.princeton.edu/PTMCuration/.
Exemplos[editar | editar a fonte]
- Clivaxe e formación de pontes disulfuro durante a produción de insulina.
- Modificación postraducional das histonas como regulación da transcrición: control da ARN polimerase pola estrutura da cromatina.
- Modificación postraducional da ARN polimerase II como regulación da transcrición.
- Clivaxe de cadeas polipeptídicas esencial para a especificidade da lectina.
Notas[editar | editar a fonte]
- ↑ Gramatikoff K. en Abgent Catalog (2004-5) p.263
- ↑ Whiteheart SW, Shenbagamurthi P, Chen L; et al. (1989). "Murine elongation factor 1 alpha (EF-1 alpha) is posttranslationally modified by novel amide-linked ethanolamine-phosphoglycerol moieties. Addition of ethanolamine-phosphoglycerol to specific glutamic acid residues on EF-1 alpha.". J. Biol. Chem. 264 (24): 14334–41. PMID 2569467.
- ↑ Polevoda B, Sherman F (2003). "N-terminal acetyltransferases and sequence requirements for N-terminal acetylation of eukaryotic proteins". J Mol Biol 325 (4): 595–622. PMID 12507466. doi:10.1016/S0022-2836(02)01269-X.
- ↑ Yang XJ, Seto E (2008). "Lysine acetylation: codified crosstalk with other posttranslational modifications". Mol Cell 31 (4): 449–61. PMC 2551738. PMID 18722172. doi:10.1016/j.molcel.2008.07.002.
- ↑ Bártová E, Krejcí J, Harnicarová A, Galiová G, Kozubek S (2008). "Histone modifications and nuclear architecture: a review". J Histochem Cytochem 56 (8): 711–21. PMC 2443610. PMID 18474937. doi:10.1369/jhc.2008.951251.
- ↑ Glozak MA, Sengupta N, Zhang X, Seto E (2005). "Acetylation and deacetylation of non-histone proteins". Gene 363: 15–23. PMID 16289629. doi:10.1016/j.gene.2005.09.010.
- ↑ Eddé B, Rossier J, Le Caer JP, Desbruyères E, Gros F, Denoulet P (1990). "Posttranslational glutamylation of alpha-tubulin". Science 247 (4938): 83–5. Bibcode:1990Sci...247...83E. PMID 1967194. doi:10.1126/science.1967194.
- ↑ Walker CS, Shetty RP, Clark K; et al. (2001). "On a potential global role for vitamin K-dependent gamma-carboxylation in animal systems. Evidence for a gamma-glutamyl carboxylase in Drosophila". J. Biol. Chem. 276 (11): 7769–74. PMID 11110799. doi:10.1074/jbc.M009576200.
- ↑ Malakhova, Oxana A.; Yan, Ming; Malakhov, Michael P.; Yuan, Youzhong; Ritchie, Kenneth J.; Kim, Keun Il; Peterson, Luke F.; Shuai, Ke; and Dong-Er Zhang (2003). "Protein ISGylation modulates the JAK-STAT signaling pathway". Genes & Development 17 (4): 455–60. PMC 195994. PMID 12600939. doi:10.1101/gad.1056303.
- ↑ Van G. Wilson (Ed.) (2004). Sumoylation: Molecular Biology and Biochemistry Arquivado 09 de febreiro de 2005 en Wayback Machine.. Horizon Bioscience. ISBN 0-9545232-8-8.
- ↑ Brennan DF, Barford D (2009). "Eliminylation: a post-translational modification catalyzed by phosphothreonine lyases". Trends in Biochemical Sciences 34 (3): 108–114. PMID 19233656. doi:10.1016/j.tibs.2008.11.005.
- ↑ Mydel P; et al. (2010). "Carbamylation-dependent activation of T cells: a novel mechanism in the pathogenesis of autoimmune arthritis.". Journal of Immunology 184 (12): 6882–6890. PMC 2925534. PMID 20488785. doi:10.4049/jimmunol.1000075.
- ↑ Khoury, George A.; Baliban, Richard C.; and Christodoulos A. Floudas (2011). "Proteome-wide post-translational modification statistics: frequency analysis and curation of the swiss-prot database". Scientific Reports 1 (90). doi:10.1038/srep00090.
Véxase tamén[editar | editar a fonte]
Ligazóns externas[editar | editar a fonte]
- List of posttranslational modifications in ExPASy
- Statistics of each post-translational modification from the Swiss-Prot database
- AutoMotif Server - A Computational Protocol for Identification of Post-Translational Modifications in Protein Sequences
- Functional analyses for site-specific phosphorylation of a target protein in cells
- Detection of Post-Translational Modifications after high-accuracy MSMS