蛋白修饰(蛋白质的脂化修饰）

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蛋白质修饰(蛋白质的脂质修饰)

蛋白质的脂质化修饰是指脂质分子与蛋白质共价结合，从而改变其结构和功能。许多人认为脂质修饰是翻译后修饰(PTM)。事实上，一些脂质修饰可以是共翻译过程，例如NMT催化的肉豆蔻酰化。

与糖基化相比，脂质修饰的一个显著特征是多样性，这与两种生物分子的结构特征直接相关。在生物化学中，糖和脂肪是两个极端的分子。各种糖类的结构和性质非常相似，而脂类正好相反。不同脂质的结构和性质大不相同。

一些常见的脂质修饰。生理学修订版2015年4月；95(2): 341–376.

比如各种己糖(脱氧糖除外)都是同分异构体，唯一的区别就是是醛还是酮，还有手性问题。但是，脂肪酸、胆固醇、萜类和磷脂的结构完全不同，最大的共性恐怕就是溶解性。

糖基结构决定了它的连接方式主要是糖苷键，所以蛋白质的糖基化基本上是通过糖苷键进行的。脂质结构的多样性使其与蛋白质有多方面的联系。

蛋白质的S-棕榈酰化。EMBO代表2018年10月；19(10): e46666。

脂肪酸主要通过其酰基与蛋白质连接，包括与氨基的酰胺键、与羟基的酯键和与巯基的硫酯键。硫酯键是一个高能键，所以这个键不稳定，是一种罕见的可逆脂质修饰，被称为蛋白质的S-酰化。

胆固醇中的活性基团只有3位羟基，通常与蛋白质末端羧基深圳活性网络基团形成酯键。虽然萜类化合物中的双键是活性的，但它们不适合与蛋白质连接。因此，异戊二烯化的底物是胆固醇合成的中间体。带有焦磷酸的FPP或GGPP与半胱氨酸的巯基反应，通过硫醚键与蛋白质连接。

蛋白质异戊二烯化。医学生物化学

最常见的脂质修饰有四种，前三种是纯脂质基团，最后一种是糖脂复合物，即糖基磷脂酰肌醇(GPI)锚。它通过其乙醇胺部分和蛋白质末端羧基之间形成的酰胺键连接。

磷脂修饰很少见。例如，自噬相关蛋白Atg8/LC3可以被磷脂酰乙醇胺(PE)修饰，这是自噬体双层膜形成所必需的。

一般来说，糖基化主要利用其亲水性，而脂质修饰则相反，主要利用其疏水性。脂质基团可以提高蛋白质的整体或局部疏水性，使修饰后的蛋白质与相应的膜结构更加相容，或者改变局部结构，从而影响其功能。

不同膜蛋白的S-酰化位点。生理学修订版2015年4月；95(2): 341–376.

较大的脂质修饰基团，如长链脂肪酸、胆固醇和萜类化合物，通常被用来改变蛋白质整体的疏水深圳生活网络，从而影响其细胞定位和稳定性。这在膜蛋白和一些信号转导相关蛋白中很常见。

例如，当许多小G蛋白激活下游信号通路时，它们首先结合到膜上，这个过程通常涉及诸如异戊二烯化和棕榈酰化的修饰。异戊二烯化的Ras蛋白通过弱的膜亲和力与高尔基体结合，当它再次被棕榈酰化时，它将离开高尔基体并与质膜结合。

组蛋白赖氨酸酰化的类型和分布。纳特Rev Mol细胞生物学。2017年2月；18(2): 90–101.

较小的脂质修饰基团一般只改变局部疏水性和电荷分布，从而改变局部构象，影响蛋白质活性。例如，组蛋白的赖氨酸具有许多短链酰化修饰，包括丙酰化、丁酰化、2-羟基异丁酰化、琥珀酰化、丙二酰化、戊二酰化、巴豆酰化和-羟基丁酰化。

这些修饰起着重要的调节作用。修饰基团的来源主要是细胞代谢产物，尤其是脂质代谢产物。因此，脂质修饰也是一座桥梁，连接脂质代谢和蛋白质功能，进而影响细胞乃至整个机体。

蛋白质的脂质修饰与蛋白质功能的调节。细胞化学生物。2018年7月19日；25(7): 817–831.

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5.细胞信号和疾病中的蛋白质脂质化:功能、调节和治疗机会。细胞化学生物。2018年7月19日；25(7): 817–831.

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