Posttranslasjonsregulering
Etter at koden i DNA via mRNA og ribosomer er oversatt (translatert) til protein kan proteinet deretter bli modifisert via posttranslasjonsregulering. Protein posttranslasjonsmodifisering skjer ved å lage eller bryte kovalente bindinger mellom sidegrupper festet til aminosyrekjeden. Modifiseringen kan endre konformasjon, løselighet og ladninger på proteiner kan påvirke aktiviteten til DNA, RNA og andre proteiner, og påvirker cellesyklus, differensiering, transkripsjon, signaloverføring, samt stadier i livssyklus til et protein fra nysyntese til nedbrytning og autofagi.De fleste proteinmodifiseringer er reversible og tilføring og fjerning av sidegrupper er sterkt regulert.
Mange proteiner er tilknyttet cellemembraner. Det kan skje ved at hydrofobe deler av proteinet er i kontakt med den indre delen av membranen, eller ved at det festes på et fettløselig molekyl som forankrer proteinet til membranen. Lipidisering av proteiner skjer i signalkommunikasjon og proteintrafikk i cellene. Det finnes lipidiserte former av trimere G-proteiner, reseptorer og tyrosin kinaser. Prenylering, og proteinacyleringene myristoylering og palmitoylering er eksempler lipidisering av proteiner, og reaksjonene er reversible. Sukker, fosfat metyl, acetyl er elektrofile grupper som kan bli hektet på proteiner og modifiserer aminosyrer med elektronrike områder som virker som nukleofil slik som lysin og cystein.
Eksempler på posttranslasjonsmodifiseringer er proteinfosforylering, ubiquitinering, glykosylering, metylering, acetylering, ADP-ribosylering, SUMOylering, redoksmodifisering (cysteinoksidering) , nitrosylering, karbamylering, citrullinering, neddylering, deaminering, deamidering, langkjedetacetylering eller kortkjedet acylering.
Protein fosforyleringog protein defosforylering
Fosforylering skjer ved å overføre en fosfatgruppe fra ATP til aminosyrer i protein (threonin, serin, tyrosin og histidin) . Protein kinaser finnes i cellekjernen, cytosol, mitokondrier og mikrosomer, og det er flere hundre forskjellige proteinkinaser. Proteinkinasene virker på aminosyrer på siden av cystein, lysin, histidin, arginin, aspartat og glutamat. Protein fosforylering (katalysert av protein kinaser ) og defosforylering (katalysert av protein fosfataser) er en reverserbar modifisering av proteiner som virker som en molekylær bryter i en kaskade av signaler i signaloverføringsveier, for eksempel mitogenaktiverte protein kinaser (MAPK) og regulering av cellesyklus.
N-terminal proteinmodifisering
Endring av alfa-nitrogenet i den N-terminale aminosyren kan skje ved påhekting av acetyl-koenzym A i en N-acetylering katalysert av N-acetyltransferase, eller fettsyreacetylering med myristoyl-koenzym A (N-myristoylering).
N- og O-lenket glykosylering
N-lenket glykosylering ved å hekte på oligosakkarider på aminosyren asparagin. O-lenket glykosylering ved å hekte på oligosakkarider eller sukker på hydroksylgruppen til aminosyrene hydroksyprolin, serin eller threonin.
Endring av startaminosyren metionin
Proteinsyntesen starter med aminosyren metionin (cellekjernen) eller formyl-metionin i organeller (kloroplaster, mitokondrier). Metionin eller formyl-gruppen kan bli fjernet under modifiseringen av proteinet.
ADPribosylering
ADP-ribosylering med NAD. ADP-ribosylering hvor en eller flere ADP-ribose blir overført fra NAD+ til et protein i en reversibel reaksjon. ADP-ribosylerte proteiner deltar i apoptose, genregulering, DNA-reparasjon og signaloverføring. ADP-ribose blir kovalent bundet til proteinet i en glykosidbinding (N-, O-, eller S-glykosid). Syklisk ADP-ribose kan også festes til proteiner Både difteri- og koleratoksin fra bakterier har virkemåte ved å inaktivere proteiner via ADP-ribosylering.
Ubiquitinering
Merkinger av proteiner er ubiquitinering og merking med ubiquitin for degradering i proteasomer (N-degronveien).
Sumoylering
Sumoylering i reaksjon og konjugering med SUMO (små ubiquitinlignende modifiserende)-proteiner, Imidlertid gir SUMOylering ikke signal om nedbrytning.
Nitrosylering
Nitrosylering med NO.
Sumoylering, karbonylering, sulfhydryloksidering og svovelgruppene på cystein eller metionin.
Litteratur
Wikipedia