如何預(yù)測(cè)蛋白磷酸化？新套路

蛋白質(zhì)磷酸化：指由蛋白質(zhì)激酶催化的把ATP的磷酸基轉(zhuǎn)移到底物蛋白質(zhì)氨基酸殘基（絲氨酸、蘇氨酸、酪氨酸）上的過(guò)程，或者在信號(hào)作用下結(jié)合GTP，是生物體內(nèi)一種普通的調(diào)節(jié)方式，在細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的過(guò)程中起重要作用。

蛋白質(zhì)磷酸化是調(diào)節(jié)和控制蛋白質(zhì)活力和功能的zui基本、zui普遍，也是zui重要的機(jī)制。蛋白質(zhì)磷酸化主要發(fā)生在兩種氨基酸上，一種是絲氨酸(包括蘇氨酸)，另一種是酪氨酸。這兩類(lèi)酸磷酸化的酶不一樣，功能也不一樣，但也有少數(shù)雙功能的酶可以同時(shí)作用于這兩類(lèi)氨基酸，如MEK(促絲裂原活化蛋白激酶激酶mitogen-activated proteinkinase kinase ,MAPKK)。

絲氨酸磷酸化的主要作用是變構(gòu)蛋白質(zhì)以激活蛋白質(zhì)的活力，主要是指酶活力。而酪氨酸磷酸化除了在變構(gòu)以及激活蛋白的活力之外，更重要的功能是結(jié)合蛋白提供一個(gè)結(jié)構(gòu)基因，以促進(jìn)其和其他蛋白質(zhì)相互作用而形成多蛋白復(fù)合體。

蛋白復(fù)合體的形成再進(jìn)一步促進(jìn)蛋白質(zhì)的磷酸化。周而復(fù)始，由zui初蛋白質(zhì)磷酸化所產(chǎn)生的信號(hào)就一步步如此轉(zhuǎn)下去。如果zui初產(chǎn)生的是一個(gè)刺激細(xì)胞生長(zhǎng)的信號(hào)，此信號(hào)便zui終轉(zhuǎn)入細(xì)胞核，導(dǎo)致DNA復(fù)制和細(xì)胞分裂。

如何預(yù)測(cè)蛋白磷酸化？新套路

在信號(hào)傳導(dǎo)中的作用：

（1）細(xì)胞內(nèi)的信號(hào)蛋白主要分為兩大類(lèi)：一類(lèi)在蛋白激酶的作用下磷酸化，共價(jià)結(jié)合ATP所提供的磷酸基團(tuán)；另一類(lèi)則在信號(hào)作用下結(jié)合GTP，通常以GTP取代GDP。

（2）這兩種胞內(nèi)信號(hào)蛋白的共同特征是，在信號(hào)達(dá)到時(shí)通過(guò)獲得一個(gè)或幾個(gè)磷酸集團(tuán)而被激活，而在信號(hào)減弱時(shí)能去除這些集團(tuán)，從而失去活性。在信號(hào)中繼網(wǎng)中，某個(gè)信號(hào)蛋白磷酸化通常造成下游的蛋白依次發(fā)生磷酸化，形成磷酸化級(jí)聯(lián)反應(yīng)。

（3）蛋白質(zhì)的磷酸化主要集中在肽鏈中的酪氨酸、絲氨酸、蘇氨酸殘基上，這些殘基上具有游離的羥基，且本身不帶電荷，當(dāng)磷酸化作用后，蛋白質(zhì)便具有了電荷，從而使結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，進(jìn)一步引起蛋白質(zhì)活性的變化，這也是蛋白質(zhì)磷酸化的意義所在。

什么情況下你會(huì)認(rèn)為你的蛋白可能是磷酸化了？也許是跑出來(lái)的條帶很模糊，略高于預(yù)測(cè)，或者你認(rèn)為它參與了信號(hào)級(jí)聯(lián)。不管什么情況，如果你懷疑目標(biāo)蛋白磷酸化，那么就該檢查是否真的磷酸化了。

你可以采取的*步是：通過(guò)檢查蛋白序列來(lái)預(yù)測(cè)蛋白的磷酸化。

蛋白磷酸化都需要有特定的信號(hào)，如果你的蛋白有磷酸化的趨勢(shì)，那么它需要包含磷酸化共有序列。

一些激酶，例如表皮生長(zhǎng)因子受體，具有已經(jīng)定位的特異性的共有序列。可以通過(guò)檢查蛋白序列，看看它是否有特定的激酶識(shí)別位點(diǎn)。然而，另一些激酶不需要這樣的特異性共有序列或共有序列還沒(méi)有被定位。

對(duì)于那些，可以應(yīng)用其它規(guī)則。在真核生物中，蛋白質(zhì)磷酸化通常發(fā)生在絲氨酸，蘇氨酸，酪氨酸和組氨酸（在低等真核生物中）殘基上。

激酶識(shí)別和隨后蛋白的磷酸化取決于殘基存在的位點(diǎn)。位點(diǎn)周?chē)陌被針?gòu)成共有位點(diǎn)。在真核生物中，當(dāng)殘基位于一個(gè)或多個(gè)堿性氨基酸附近時(shí)，常常發(fā)生絲氨酸和蘇氨酸殘基上的磷酸化。

相反的，酪氨酸磷酸化發(fā)生在殘基緊鄰酸性氨基酸時(shí)。這些一般規(guī)則是復(fù)雜的，因?yàn)橐恍┘っ竾?yán)重依賴(lài)于蛋白質(zhì)的3d結(jié)構(gòu)的識(shí)別。此外，許多蛋白質(zhì)含有多個(gè)磷酸化位點(diǎn)，并且可能發(fā)生磷酸化級(jí)聯(lián)反應(yīng)，一個(gè)殘基的磷酸化可能僅在另一個(gè)殘基被磷酸化之后發(fā)生。

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