Question

蛋白质磷酸化的定义是什么?

RT

Answer 1

蛋白质的磷酸化反应是指通过酶促反应把磷酸基团从一个化合物转移到另一个化合物上的过程,是生物体内存在的一种普遍的调节方式，在细胞信号的传递过程中占有极其重要的地位。

已经发现在人体内有多达2000个左右的蛋白质激酶和1000个左右的蛋白质磷酸酶基因。蛋白质的磷酸化是指由蛋白质激酶催化的把ATP或GTP上γ位的磷酸基转移到底物蛋白质氨基酸残基上的过程，其逆转过程是由蛋白质磷酸酶催化的，称为蛋白质脱磷酸化。

蛋白质的磷酸化修饰是生物体内重要的共价修饰方式之一,其磷酸化和去磷酸化这一可逆过程,受蛋白激酶和磷酸酶的协同作用控制.酶蛋白的磷酸化是在蛋白激酶的催化下,由ATP提供磷酸基及能量完成的,而去磷酸化则是由磷蛋白磷酸酶催化的水解反应.在哺乳动物细胞生命周期中,大约有1/3的蛋白质发生过磷酸化修饰;在脊椎动物基因组中,有5％的基因编码的蛋白质是参与磷酸化和去磷酸化过程的蛋白激酶和磷酸(酯)酶[1].真核细胞的蛋白质磷酸化位点主要发生在丝氨酸(Ser)、苏氨酸(Thr)和酪氨酸(Tyr)残基侧链的羟基上,不同的蛋白激酶可识别和修饰不同蛋白质的不同位点,生物体内能被磷酸化修饰的蛋白质组成磷酸化蛋白质组(phos-phoproteome),磷酸化蛋白质组将是蛋白质翻译后修饰的研究热点.

Answer 2

蛋白质磷酸化(Protein phosphorylation) 是生物界
最普遍,也是最重要的一种蛋白质翻译后修饰(Post2
translational modifications ,PTMs) ,20 世纪50 年代以来
一直被生物学家看作是一种动态的生物调节过程.
在细胞中,大约有1/ 3 的蛋白质被认为是经过磷酸
化修饰的[1 ] . 在人类基因组中,大约有2 %的基因编
码了500 种激酶和100 种磷酸酶[2 ] . 蛋白质磷酸化
和去磷酸化是原核和真核生物细胞表达调控的关键
环节,对许多生物的细胞功能起开关调控作用,是一
种普遍的重要调节机制. 因此,蛋白质磷酸化的分析
和磷酸化位点的鉴定已成为目前蛋白质组学研究的
焦点之一.
磷酸化蛋白质根据其磷酸氨基酸残基的不同大
致可分为四类,即:O2磷酸盐、N2磷酸盐、酰基磷酸盐
和S2磷酸盐.O2磷酸盐是通过羟氨基酸的磷酸化形
成的,如丝氨酸、苏氨酸或酪氨酸,羟脯氨酸或羟赖
氨酸磷酸化仍不清楚;N2磷酸盐是通过精氨酸、赖氨
酸或组氨酸的磷酸化形成的;酰基磷酸盐是通过天
冬氨酸或谷氨酸的磷酸化形成;而S2磷酸盐通过半胱氨酸磷酸化形成.
蛋白质磷酸化具有以下功能: (1) 磷酸化参与酶
作用机制,在此过程磷酸化为反应性中间产物(多为
S2或N2磷酸盐) ,如在磷酸烯醇型丙酮酸羧激酶依
赖的磷酸转移酶系统( PTR) 的组氨酸蛋白激酶
(HPr) ; (2) 磷酸化介导蛋白活性,蛋白分子通过蛋白
激酶发生磷酸化,如蛋白激酶A(丝氨酸和苏氨酸残
基) 或不同的受体酪氨酸激酶(酪氨酸残基) ; (3) 天
冬氨酸、谷氨酸和组氨酸的磷酸化在细菌趋化反应
的感觉性传导中发生解离.
蛋白质的磷酸化和去磷酸化过程调节着细胞信
号转导、细胞分化和细胞生长等几乎所有的生命活
动过程,因此,被生动形象的描述为细胞生理活动的
分子开关. 蛋白质在蛋白激酶作用下发生磷酸化,在
磷酸酶的作用下去磷酸化. 不同的蛋白激酶可识别
和修饰不同蛋白质的不同位点. 这就扩大了磷酸化
蛋白质研究的复杂性,从而使磷酸化蛋白质成为蛋
白质翻译后修饰研究的热点. 大量实验表明:改变生
物的生长环境,可诱导出生物体内的蛋白质磷酸化
现象的发生,从而导致细胞内蛋白质的组成和数量
发生变化,最终使生物体的生理状态发生改变. 因
此,当细胞中的蛋白激酶或磷酸酶的活性受到抑制
或过表达时,蛋白质磷酸化过程就会紊乱,从而导致
细胞周期调控异常. 因此,肿瘤的形成与蛋白质的磷
酸化异常有很大相关性. 换句话说,蛋白质磷酸化的分子机制对于癌症等重大疾病的研究具有相当的指导意义. 这也就使其当之无愧地成为了生物学研究
领域中的热点.

Answer 3

中科院大连化物所生物技术部1809组封顺、叶明亮、邹汉法等人关于新型金属离子固定化亲和色谱固定相应用于磷酸化蛋白质组学的研究成果(Immobilized Zirconium Ion Affinity Chromatography for Specific Enrichment

of Phosphopeptides in Phosphro proteome Analysis)发表于9月份出版的《分子细胞蛋白质组学》(Molecular & Cellular Proteomics,MCP,2007，6，1656-1665）。《分子细胞蛋白质组学》由美国生物化学和细胞生物学学会主办，是蛋白质组学研究领域最高影响因子的学术刊物，2005年和2006年的SCI引用影响因子分别为9.876和9.62。

在复杂的蛋白质提取物的酶解产物中，磷酸化多肽的高选择性、高稳定性富集是磷酸化蛋白质组学分析的关键步骤之一。常规的金属离子固定化亲和色谱固定相以氨基二乙酸(IDA)或次氮基三乙酸(NTA)为螯合基团与Fe3+，Ga3+等离子螯合，进而选择性地作用于磷酸化肽段，达到富集磷酸化多肽的目的。这一类吸附材料对含有酸性氨基酸残基侧链的肽段也具有富集作用，因此严重干扰磷酸化肽段的检测。本项工作制备了磷酸脂改性的高分子材料微球，利用磷酸脂基团与镐离子的配位作用固定化镐离子，再通过镐离子与磷酸肽上的磷酸基团的选择性作用达到富集的目标。实验结果表明镐离子固定化亲和色谱固定相对磷酸化肽段具有很高选择性和富集效果。

Answer 4

蛋白质磷酸化是指胞内蛋白质在外界信号刺激下，分子中的酪氨酸磷酸化发生活性改变，参与胞内信号转导的蛋白将依次激活下游各级信号分子，通过级联反应最终实现生物学效应。

Answer 5

1.蛋白质鉴定：可以利用一维电泳和二维电泳并结合Western等技术，利用蛋白质芯片和抗体芯片及免疫共沉淀等技术对蛋白质进行鉴定研究。
2.翻译后修饰：很多mRNA表达产生的蛋白质要经历翻译后修饰如磷酸化，糖基化，酶原激活等。翻译后修饰是蛋白质调节功能的重要方式，因此对蛋白质翻译
后修饰的研究对阐明蛋白质的功能具有重要作用。
3.蛋白质功能确定：如分析酶活性和确定酶底物，细胞因子的生物分析/配基-受体结合分析。可以利用基因敲除和反义技术分析基因表达产物-蛋白质的功能。
另外对蛋白质表达出来后在细胞内的定位研究也在一定程度上有助于蛋白质功能的了解。Clontech的荧光蛋白表达系统就是研究蛋白质在细胞内定位的一个
很好的工具。
4.对人类而言，蛋白质组学的研究最终要服务于人类的健康，主要指促进分子医学的发展。如寻找药物的靶分子。很多药物本身就是蛋白质，而很多药物的靶分子
也是蛋白质。药物也可以干预蛋白质-蛋白质相互作用。
在基础医学和疾病机理研究中，了解人不同发育、生长期和不同生理、病理条件下及不同细胞类型的基因表达的特点具有特别重要的意义。这些研究可能找到直接与
特定生理或病理状态相关的分子，进一步为设计作用于特定靶分子的药物奠定基础。
这是我在 探生网 上看到的，希望对你有帮助。