结构生物化学/蛋白质/蛋白质翻译后修饰

翻译后修饰是通过在 mRNA 水平和mRNA翻译成蛋白质后对特定蛋白质进行共价修饰来构建蛋白质组复杂性（蛋白质的全局集合）的过程。翻译后修饰主要分为两类。第一类是将一个或多个基团，如磷酰基、乙酰基或糖基，共价添加到特定蛋白质中一个或多个氨基酸侧链。第二类是通过称为蛋白酶（蛋白质水解酶）的蛋白质对蛋白质中一个或多个肽键进行水解裂解。存在超过 200 种翻译后修饰，几乎所有这些修饰都是通过酶在数千种蛋白质的侧链上共价添加基团来实现的。这些酶是具有催化活性的蛋白质，专门负责进行翻译后修饰。催化翻译后修饰有很多类型，人类基因组中编码了大约 500 种蛋白酶，超过 500 种蛋白激酶用于蛋白质的共价磷酸化。此外，还有近 150 种蛋白质磷酸酶来对抗和平衡蛋白激酶的作用。此外，还有一小部分蛋白质会发生自身修饰 - 在没有辅助催化剂的情况下进行共价改变的修饰。

翻译后修饰的范围

蛋白质组翻译后修饰的多样性可以在多个轴上绘制。一个范围是修饰的蛋白质数量，以及因此产生的修饰蛋白质的数量。对于给定的蛋白质，这些数字可能会有所不同。翻译后修饰范围的第二个和第三个轴是通过修饰的氨基酸侧链类型以及翻译后修饰酶引入的共价化学修饰类型。在翻译后修饰中，化学反应是酶催化的将共底物分子中的亲电片段转移到正在修饰的蛋白质的亲核侧链上。当蛋白质的攻击性亲核侧链转移亲电体时，就会发生化学修饰。因此，翻译后修饰的常见位点是蛋白质的侧链，这些侧链可能充当亲核试剂。

蛋白质的可逆与不可逆翻译后修饰

由于修饰所致的生物学功能的性质，一些蛋白质的翻译后修饰是不可逆的。最不可逆的修饰是在所有蛋白质的生命周期中发生的蛋白水解裂解。在真核细胞途径的第一阶段，所有进入内质网的蛋白质的 N 末端信号序列的去除也是不可逆的。还要注意，一些翻译后修饰在体内是可逆的，但在体外不可逆。

昼夜节律中的翻译后修饰

昼夜节律是生物体中存在的生物钟。这些时钟是由基因表达的振荡产生的。转录因子和负作用转录因子控制着生物体基因组中某些基因的表达。

人类昼夜节律的示例，基于昼夜。

这些因子本身就是蛋白质，因此在折叠后（翻译后修饰）会发生修饰。对这些转录因子的修饰会影响它们作用的基因的节律。可以研究翻译后修饰对正作用转录因子和负作用因子的影响。正如 Dunlap 等人报道的那样，通过激酶或磷酸酶对正作用转录因子的磷酸化修饰会导致其降解。 同样，对于负作用转录因子来说也是如此，除了可能还有非降解效应。例如，负作用转录因子可以被激酶磷酸化，并由这些负作用因子转运以磷酸化正作用转录因子。正作用转录因子反过来会被失活。

非转录振荡器 (NTO)

理论证据和最近的发现证明了非转录振荡器 (NTO) 和转录/翻译反馈环路 (TTFL) 之间存在可能的联系。TTFL 调节翻译修饰，并参与与昼夜节律相关的许多重要细胞程序。然而，研究表明，TFFL 受到蓝藻中 NTO 昼夜节律出现的挑战。真核生物中的 NTO 产生了一种非常有影响力的节律性输出，这种输出存在于所有生物体中。因此，NTO 和 TTFL 元素在昼夜节律科学中协同配对。

NTO and TTFL oscillators have history in operating separately, but evidence suggest that the coupling of the oscillators to function as a whole will be an evolutionary advantage. Linking NTO and TTFL enhances overall circadian performance. Mathematical and experimental data proved that the oscillators feed back to each other under habitual physiological conditions. 

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参考文献：Walsh, Christopher。 "蛋白质的翻译后修饰：扩展自然的清单。" Roberts and Co. (2006): 7-24.

内含肽

内含肽是蛋白质的一部分，能够通过肽键自身切除并重新连接编码信息的剩余部分，即外含肽。内含肽的剪接发生在翻译后，因此内含肽存在于 DNA 模板和 mRNA 链中，但从最终的蛋白质产物中切除。内含肽的前体可能来自一个基因，也可能来自两个基因。在分裂内含肽中，内含肽来自两个基因。分裂内含肽的一个例子是在蓝藻中，其中 DNA E 由两个基因 dnaE-n 和 dnaE-c 编码。dnaE-n 具有 N 内含肽，而 dnaE-c 具有 C 内含肽。这两个内含肽都将被剪接，两个外含肽区域 dnaE-n 和 dnaE-c 将被连接起来。

Slonczewski, Joan L. Foster, John W. 微生物学：不断发展的科学，第二版，W.W. Norton & Company. 2009.