Pengubahsuaian postradutional

Apakah pengubahsuaian post -translational?

Pengubahsuaian post -translational boleh diterbalikkan atau pengubahsuaian yang tidak dapat dipulihkan atau perubahan kimia.

Terjemahannya adalah hasil daripada "bacaan dan tafsiran" maklumat yang terkandung dalam gen yang terdapat dalam nukleus eukariotik (juga berlaku dalam prokariot).

Set gen sel -genom- Di sinilah arahannya menghasilkan semua protein struktur dan enzim yang terdapat di pedalaman sel, di mana proses dan fungsi penting setiap sel bergantung.

Gen dibentuk oleh DNA (asid deoxyribonucleic), yang merupakan makromolekul yang dibentuk oleh dua rantai pelengkap polimer yang terdiri daripada 4 jenis molekul yang berbeza yang dipanggil Pangkalan nitrogen, Iaitu: Adenina, Timina, Guanina dan sitosin.

DNA, kemudian, adalah semacam abjad Dengan maklumat yang dibaca dan diterjemahkan.

Sebelum terjemahan, maklumat dalam DNA pertama adalah ditranskripsikan Di dalam nukleus ke molekul lain yang sangat serupa, RNA (asid ribonukleik), dalam bentuk molekul yang dipanggil RNA Messenger, yang kemudian diangkut ke sitosol.

RNA sangat serupa dengan DNA, tetapi dibentuk oleh rantai tunggal yang terdiri daripada asas adenine, uracil, guanine dan sitosin nitrogen.

RNA messenger, yang berasal dari urutan protein pengekodan genetik, kemudiannya "dibaca" dan urutannya adalah diterjemahkan dalam urutan peptida protein sel dengan bantuan ribosom dan molekul RNA lain yang dikenali sebagai Pindahkan RNA Itu, seperti namanya, Mereka memindahkan Asid amino sesuai dengan protein yang disintesis.

Perintah di mana asid amino ini ditambah dalam protein yang baru ditentukan oleh urutan gen yang menyandarkannya, iaitu, dengan urutan asas nitrogen dalam urutan DNA.

Pangkalan DNA, ditranskripsikan sebagai RNA, "dibaca" oleh ribosom dalam trio atau tiga kali ganda kodon, masing -masing encodes untuk salah satu daripada 20 asid amino yang mana protein terbentuk; Inilah ini kod genetik ditafsirkan untuk memperkenalkan, mengikut urutan yang betul, asid amino pada masa yang sama.

Pengubahsuaian post -translational

Kebanyakan ciri -ciri fizikokimia dan fungsi setiap protein bergantung terutamanya pada maklumat yang dikodkan dalam DNA.

Walau bagaimanapun, sel -sel berjaya meningkatkan kepelbagaian protein mereka melalui pengubahsuaian post -translational, yang tidak lebih daripada pengubahsuaian kimia - dimediasi oleh enzim - yang menderita beberapa protein selepas terjemahan mereka.

Ia boleh melayani anda: glukosa oksidase: ciri, struktur, fungsi

Oleh itu, ciri -ciri beberapa protein tidak dapat disimpulkan semata -mata dari urutan asid amino yang berasal dari maklumat genetik.

Pengubahsuaian ini umumnya berlaku pada sisa asid amino yang membuat.

Lebih daripada 500 pengubahsuaian post -translational telah diterangkan, tetapi yang paling terkenal dan dikaji adalah fosforilasi, pembentukan jambatan disulfida, metilasi, asetilasi, hidroksilasi, glikosilasi, prenilasi, ubiquitination dan karboksilasi.

Proses pengubahsuaian postradutional

Pengubahsuaian Post -Translational, seperti yang telah kami komen, adalah pengubahsuaian kimia yang menderita protein sel eukariotik selepas sintesis mereka telah berlaku, iaitu terjemahan mereka.

Mereka biasanya mempunyai kaitan dengan penambahan kumpulan kimia dan/atau pengubahsuaian sisa asid amino yang membentuk protein, tetapi beberapa pengubahsuaian penting juga berkaitan dengan penubuhan ikatan antara asid amino protein yang sama, atau juga dengan penghapusan asid amino o tanda peptida dengan luka atau Clivajes proteolitik.

Pengubahsuaian ini mungkin berkat kehadiran enzim selular khusus tertentu dan, sebagai tambahan, substrat tenaga bersaiz kecil - mereka bukan tindak balas spontan - sebagai contoh:

• ATP (adenosine 5-fosfat)
• Coenzyme Acetyl A (Acetyl Co-A)
• NAD+ (5'-nicinamide 5'-diphosphate adenosine)
• S-Adenosil Metionina (SAM)
• 5'-diphosphate uracil N-Acetyl glucosamine (UDP-GRCNAC)
• Uracil 5'-glukosa diphosphate (UDP-glukosa)
• Dalam kalangan yang lain

Beberapa pengubahsuaian post -translational yang paling penting bertindak sebagai suis (Suiches) Molekul yang mengaktifkan atau menyahaktifkan fungsi enzimatik beberapa protein, mengawal fungsi sel mereka atau lokasi intraselnya.

Contohnya, banyak protein yang dimiliki oleh organel intraselular disintesis dalam sitosol dengan hujung terminal N-O-terminal yang sesuai dengan Urutan isyarat, yang diiktiraf oleh protein lain yang bertanggungjawab untuk mengarahkannya ke petak yang sesuai dan, dalam perjalanan, isyarat ini biasanya dikeluarkan dari struktur protein.

Satu lagi contoh pengubahsuaian post -translational yang sangat menarik yang berkaitan dengan proteolitik clivaje adalah hormon dan enzim tertentu dengan aktiviti protease, yang disintesis sebagai protein tidak aktif yang memerlukan penyingkiran proteolitik beberapa asid amino mereka untuk menjadi bentuk aktif mereka untuk menjadi bentuk aktif mereka.

Protein konjugasi

Walaupun mereka tidak selalu diiktiraf seperti itu, pengubahsuaian post -translasi yang sangat penting adalah yang melibatkan pembentukan protein yang strukturnya terdiri daripada satu atau lebih rantai peptida yang dikaitkan dengan sebatian bukan protein, sama ada melalui ikatan kovalen atau interaksi yang lemah dan interaksi dan interaksi yang lebih lemah dan dan interaksi yang lebih lemah dan dan interaksi yang lebih lemah dan dan interaksi yang lebih lemah dan dan interaksi yang lebih lemah dan sementara.

Umumnya protein ini diklasifikasikan mengikut identiti pecahan bukan protein dan memerlukan bahagian tersebut untuk melaksanakan fungsi mereka.

Ia dapat melayani anda: agar darah

Pecahan atau bahagian ini dikenali sebagai Kumpulan prostetik Dan contoh yang baik dari protein ini adalah hemoglobin, yang ditambah pula dengan kumpulan hemo.

Retikulum endoplasma dalam tindakan

Banyak pengubahsuaian post -translational bermula di dalam retikulum endoplasma kasar, di mana ribosom yang berkaitan menerjemahkan protein kerana ia dimasukkan ke dalam membran organel ini.

Dalam retikulum endoplasmik, banyak protein memperoleh penyesuaian struktur akhir mereka: urutan isyarat mereka dikeluarkan, lipatan dalam bentuk yang betul, jambatan disulfur dibentuk, kumpulan manis ditambah, dan lain -lain.

Jenis pengubahsuaian post -translational

Lebih daripada 500 jenis pengubahsuaian post -translational yang berbeza telah diterangkan dalam sel eukariotik; Senarai berikut kumpulan beberapa yang paling banyak dikaji:

1. Fosforilasi

Pemindahan satu atau lebih kumpulan fosfat dari molekul tenaga tinggi, seperti ATP, ke arah kumpulan hidroksil asid amino seperti serine, treonine dan tyrosine; Ia dimediasi oleh enzim kumpulan Lelaki protein (Fosfat ini dikeluarkan oleh enzim fosfatase).

Adalah penting dalam pelbagai peristiwa sel seperti pembahagian, transduksi isyarat, metabolisme karbohidrat, pertumbuhan sel dan kemajuan kitaran sel, antara lain.

2. Sulfonasi

Ini adalah penambahan kumpulan -So3h (sulfonik) secara eksklusif dalam pembaziran asid amino tyrosine dan tipikal protein transmembra atau protein yang dikumuhkan. Ia dikangkitkan oleh enzim tyrosil-sulfotransferase.

Ini adalah proses penting untuk berfungsi banyak reseptor membran, untuk beberapa jenis papan tanda intrasel, dll.

3. Pembentukan Jambatan Disulfur antara Cysteines

Proses ini berlaku di antara sisa -sisa sistein dan merupakan salah satu pengubahsuaian post -translational yang paling penting dari sudut pandangan struktur. Jambatan disulfida ditubuhkan dalam organel seperti kompleks Golgi dan retikulum endoplasma, yang mempunyai persekitaran pengoksidaan.

Pengubahsuaian post -translational ini berkaitan dengan penubuhan konfigurasi struktur tertentu yang biasanya sangat penting untuk aktiviti enzim yang banyak.

4. Metilasi

Ia terdiri daripada penambahan kumpulan metil dalam asid amino seperti lisin, arginine, histidine, glutamin dan asparagine (n-metilasi), seperti aspartat dan glutamat (o-metilasi) atau sebagai sistein (s-metilasi).

Ia berlaku terima kasih kepada tindakan pemangkin enzim yang dikenali sebagai N-, O- atau S-methyltransferases. Metilasi protein adalah penting untuk peraturan transkripsi genetik pada tahap protein histone, tetapi juga mempunyai peranan yang lebih rendah dalam transduksi isyarat.

5. Asetilasi

Ia membayangkan penambahan kumpulan asetil kepada sisa lisin beberapa protein. Ia dipangkin oleh enzim acetyltransferase dan juga mempunyai fungsi yang sangat penting dari sudut pandangan peraturan ekspresi genetik (pada tahap protein histon, yang mengikat DNA).

6. Hidroksilasi

Ia biasanya berlaku dalam sisa proline, lisin dan asparagin dan dipangkin oleh enzim hidroksilase yang bergantung kepada besi. Asid amino, hydroxyprol dan hidroksilisin yang dihasilkan sangat penting untuk pematangan beberapa protein (termasuk kolagen) dan untuk beberapa sebatian antibiotik dan antijamur (hydroxiasparagine).

7. Glikosilasi

Pengubahsuaian ini adalah proses yang sangat penting untuk sel eukariotik. Ia berlaku terutamanya pada sisa serine dan asparagin, tetapi ia juga boleh berlaku pada hidroksiprolin atau hidroksilisin.

Ia dapat melayani anda: Evolusionisme: Asal, Darwin, Sosial, Linear dan Evolusi Budaya

Ia terdiri daripada penambahan molekul karbohidrat ke struktur protein dan dipangkin oleh enzim glikosiltransferase dan berlaku terutamanya dalam protein perkumuhan dan yang terdapat di permukaan sel.

8. Prenila

Ia terdiri daripada pemindahan kumpulan isaprenilos (lipid) kepada beberapa protein. Enzim yang bertanggungjawab adalah transfrases khusus untuk setiap kumpulan.

Proses ini penting untuk berlabuh beberapa protein ke membran sel, tetapi juga berlaku semasa transduksi isyarat, dll.

9. Ubiquitination

Ini adalah penambahan kovalen satu atau beberapa salinan peptida yang dikenali sebagai Ubiquitin. Penambahan ini jenama Kepada protein untuk kemerosotan dalam kompleks protein yang dikenali sebagai proteosom 26S.

Ia mewakili sistem peraturan intraselular yang sangat cekap, dan bertanggungjawab untuk memusnahkan protein melalui laluan yang bergantung kepada ATP dan dengan penyertaan tiga enzim yang berbeza memanggil E1, E2 dan E3.

Contoh

Fosforilasi dan Glysilation adalah dua pengubahsuaian post -translational yang sangat penting untuk kehidupan sel. Bukan sahaja kerana mereka mengawal banyak proses yang berkaitan dengan komunikasi dan kitaran sel, tetapi juga kerana mereka sangat biasa di kalangan eukariota.

Protein p53, sebagai contoh, adalah protein yang dikenali sebagai "penindas tumor" yang digunakan semasa rawatan kanser. Pengaktifannya bergantung kepada tindakan protein kinase yang berbeza yang bertanggungjawab untuk fosforilasi akhir N-terminalnya.

Sebaliknya, permukaan sel eukariotik mengandungi sebilangan besar glikoprotein (protein yang diubahsuai oleh post -translational dengan penambahan karbohidrat).

Banyak protein ini mempunyai fungsi penting dalam pengiktirafan imun, dalam penghijrahan sel, sebagai pengiktirafan dan kesatuan kepada reseptor, antara lain.

Rujukan

1. Alberts, b., Bray, d., Hopkin, k., Johnson, a. D., Lewis, J., Raff, m.,... & Walter, p. (2015). Biologi sel penting. Sains Garland.
2. Cox, m. M., & Nelson, D. L. (2008). Prinsip Biokimia Lehninger. WH Freeman.
3. Garrett, r. H., & Grisham, c. M. (1999). Biokimia.
4. Hijau, k. D., & Garneau-Tesodikova, s. (2010). Pengubahsuaian postranslational protein.
5. Walsh, c. T., Garneau -Sodikova, S., & Gatto jr, g. J. (2005). Pengubahsuaian Protein Post -Translational: Kimia Kepelbagaian Proteome. Angewandte Chemie International Edition, 44 (45), 7342-7372.