翻譯與蛋白質合成

轉譯後修飾

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一輛車從裝配線上下來時只是一輛基本款,但很少原封不動地出廠:總有人給它裝上合適的輪胎、噴漆、加裝選配功能,或許還會先停用以便存放。蛋白質也類似。核糖體搭出的序列只是起點;細胞隨後會對成品蛋白質進行化學編輯,以精細調節它的功能。這些在轉譯之後所做的編輯,就叫做轉譯後修飾。

轉譯後修飾是在蛋白質合成之後對它所作的化學改變——最常見的是把一個小化學基團連接到特定的胺基酸上。其中最重要的兩種是磷酸化(添加一個磷酸基團,常被用作蛋白質活性的快速開關)和醣基化(連接醣鏈,常見於將前往細胞表面或被輸出的蛋白質上,那裡的醣會影響摺疊、穩定性與識別)。其他修飾還包括添加脂質、甲基基團或整個小蛋白質,以及在精確位點切割鏈條。許多此類編輯是可逆的,使細胞能夠時刻切換一個蛋白質的行為。

轉譯後修飾之所以重要,是因為它極大地拓展了一套固定的基因所能做到的事:同一個蛋白質可以被開啟或關閉、被送往新的位置、被標記待銷毀,或被賦予新的搭檔,而這一切都無需改動基因本身。這對細胞如何即時響應信號至關重要——一種到達表面的激素,能在幾秒內觸發一連串磷酸化,把細胞重新編程。一個有用的提醒:蛋白質上找到的並非每一種化學修飾都是有意的調控標記;有些是損傷或隨機化學反應,因此解讀一種修飾時要看具體情境。

進食時,胰島素信號會給你細胞內的一連串蛋白質添加磷酸基團,將它們開啟,促使細胞把糖從血液中攝取進來。禁食時,這些磷酸基團被移除,開關隨之關閉——還是同一批蛋白質,靠可逆的修飾被調高或調低。

可逆的磷酸標記,讓細胞能隨條件變化把同一個蛋白質開了又關。

儘管名為「轉譯後」,有些修飾其實在轉譯進行時就已開始,並非嚴格地都在其後。這個名稱強調的是蛋白質的基本序列已經定型;這些編輯調整的是分子本身,而非遺傳訊息。

又稱
PTMprotein modification蛋白质翻译后修饰