1. 磷酸化

• 修饰方式：由蛋白激酶催化，将 ATP 或 GTP 中的磷酸基团转移到蛋白质的丝氨酸、苏氨酸或酪氨酸残基上。
• 作用：
  • 调节酶活性：磷酸化可以激活或抑制酶的活性。例如，胰岛素受体的酪氨酸磷酸化能够激活其酪氨酸激酶活性，从而启动下游信号通路
  • 信号传导：磷酸化是细胞内外信号传递的重要机制。例如，在细胞表面受体激活后，通过磷酸化级联反应将信号传递到细胞核内
  • 细胞周期调控：许多细胞周期蛋白依赖性激酶（CDKs）通过磷酸化调控细胞周期的进程

2. 乙酰化

• 修饰方式：乙酰基转移酶将乙酰基添加到蛋白质的赖氨酸残基或 N 端。
• 作用：
  • 基因表达调控：组蛋白乙酰化可以改变染色质结构，使 DNA 更容易被转录因子识别，从而促进基因表达
  • 蛋白质稳定性：乙酰化可以影响蛋白质的降解速率。例如，p53 蛋白的乙酰化可以增加其稳定性
  • 蛋白质相互作用：乙酰化可以改变蛋白质的表面电荷，从而影响其与其他蛋白质的相互作用

3. 甲基化

• 修饰方式：在酶的作用下，将甲基转移到蛋白质的赖氨酸、精氨酸等残基上。
• 作用：
  • 基因表达调控：组蛋白甲基化可以调控基因的开启或关闭。例如，H3K4me3（组蛋白 H3 第 4 位赖氨酸三甲基化）通常与基因激活相关
  • RNA 处理：RNA 结合蛋白的甲基化可以调节 RNA 的剪接、运输和稳定性
  • DNA 损伤修复：某些参与 DNA 损伤修复的蛋白质可以通过甲基化来调节其活性

4. 泛素化

• 修饰方式：通过 E1-E2-E3 三酶级联反应，将泛素分子连接到靶蛋白上。
• 作用：
  • 蛋白质降解：泛素化标记的蛋白质会被蛋白酶体识别并降解，从而调节蛋白质的稳定性和细胞内的蛋白质水平
  • 细胞周期调控：许多细胞周期蛋白通过泛素化降解来控制细胞周期的进程
  • 信号转导：泛素化还可以调节蛋白质的定位和功能，参与细胞信号传导

5. SUMO 化

• 修饰方式：与泛素化类似，将 SUMO 蛋白添加到靶蛋白上。
• 作用：
  • 蛋白质定位：SUMO 化可以调节蛋白质在细胞内的定位。例如，某些转录因子通过 SUMO 化被转移到细胞核内
  • 蛋白质稳定性：SUMO 化可以保护蛋白质免受降解
  • 基因表达调控：SUMO 化可以调节转录因子的活性，从而影响基因表达

6. 糖基化

• 修饰方式：在糖基转移酶的作用下，将糖链连接到蛋白质的天冬酰胺或丝氨酸/苏氨酸残基上。
• 作用：
  • 蛋白质稳定性：糖基化可以增加蛋白质的稳定性和折叠正确性
  • 细胞识别和信号转导：糖链可以作为细胞表面的识别标志，参与细胞间信号转导和免疫反应
  • 细胞黏附和迁移：糖基化可以调节细胞的黏附和迁移能力

7. 脂质化

• 修饰方式：将脂质（如棕榈酸、肉豆蔻酸等）共价连接到蛋白质上。
• 作用：
  • 膜锚定：脂质化可以将蛋白质锚定在细胞膜上，从而调节其在细胞膜上的定位和功能
  • 信号转导：脂质化的蛋白质可以参与细胞信号传导，例如，Ras 蛋白通过脂质化锚定在细胞膜上，从而启动下游信号通路

8. 拟素化

• 修饰方式：将泛素样蛋白 NEDD8 共价连接到底物蛋白质上。
• 作用：
  • 蛋白质稳定性：拟素化可以调节蛋白质的稳定性和降解
  • 细胞周期调控：拟素化参与细胞周期蛋白的降解，从而调控细胞周期的进程

9. 乳酸化

• 修饰方式：乳酸基团被添加至赖氨酸尾部。
• 作用：
  • 细胞分化：乳酸化可以调节细胞分化过程
  • 免疫细胞极化：乳酸化在免疫细胞的极化过程中发挥重要作用
  • 线粒体功能调控：乳酸化可以调节线粒体的功能

10. ADP-核糖化

• 修饰方式：将 ADP-核糖基团添加到目标蛋白的天冬酰胺残基上。
• 作用：
  • 基因表达调控：ADP-核糖化可以调节基因表达
  • 信号转导：ADP-核糖化可以调节蛋白质的活性，从而参与细胞信号传导
  • DNA 损伤修复：ADP-核糖化在 DNA 损伤修复过程中发挥重要作用

11. 瓜氨酸化

• 修饰方式：瓜氨酸脱亚胺酶将精氨酸残基转化为瓜氨酸。
• 作用：
  • 基因表达调控：瓜氨酸化可以调节组蛋白的结构，从而影响基因表达
  • 免疫反应：瓜氨酸化在自身免疫疾病中发挥重要作用，例如在类风湿性关节炎中，瓜氨酸化的蛋白质可以被免疫系统识别