分子生物学是一门令人着迷的学科，因为它的研究领域涵盖了生物学研究的方方面面。我们身体产生的每一种感觉——比如虚弱、疲倦或饥饿——究其根本都是某种发生在我们细胞中的反应的具体表现。那么这些反应是怎么产生的呢?当我们的DNA被细胞器转录成mRNA时就开始了，然后mRNA被翻译成蛋白质，细胞通过识别这种蛋白质并将其引导到合适他的地方。就位后，蛋白质就构成了每个细胞的物理结构，并协调和控制人体的所有重要机能。蛋白质发挥这种控制作用的主要机制之一，是通过一种称为译后修饰的过程。

什么是译后修饰

任何一种发生在蛋白质上的生化反应都可以被认为是译后修饰(PTM)。这包括在某个氨基酸上添加或移除特定的化学基团或小分子，将氨基酸切割成多个部分，或其他同类反应等等。这一过程通常是通过特定的酶或具有特定底物和调节机制的蛋白质进行的。一些最常见的PTM过程包括磷酸化、乙酰化、甲基化、糖基化和泛素化。总的来说，这些都有助于增加蛋白质的功能多样性，把每个蛋白质都变成一把“瑞士军刀”，让它们根据整体需要参与多种细胞途径。

生物活性的开关

PTM最为人所熟知的作用是它们可以通过改变蛋白质活性和功能来促进细胞快速变化的能力。例如，单个位点的磷酸化(在丝氨酸、苏氨酸或酪氨酸上添加磷酸根基团) 可以激活蛋白质。乙酰化(发生在赖氨酸或精氨酸残基上的一种修饰)有助于调节与DNA分子的结合，进而影响特定蛋白质的合成量和合成时间。这些细微的构象变化足以诱导蛋白质发挥不同的功能。

磷酸化译后修饰示例---在激酶的作用下，一个磷酸基团被结合到一个无活性的蛋白质分子上(从ATP水解过程中释放而来)，使其具有活性。

交通管理员

蛋白质的定位对其在细胞内的正常功能至关重要。某些PTM的作用是将蛋白质引导到特定的细胞区室或引导它们沿着特定的路线进行运输，以确保了蛋白质到达它们指定的位置，并在正确的环境中执行它们的功能。

终极的稳定性

PTM对调节细胞内蛋白质的寿命也起着关键的作用。一些PTM有助于稳定蛋白质性质并延长其半衰期，避免其关键成分在快速周转过程中的活性损耗。另一种称为泛素化的PTM (连接泛素蛋白)能够标记靶蛋白用于蛋白酶体的降解，这是一种维持细胞稳态的关键机制。泛素这个名字很好地体现了其广泛性，因为它几乎存在于所有类型的细胞中。从酵母到植物到人类的各种物种，泛素化都被高度保留了下来，因此泛素化也被认为是真核生物中最早进化出的翻译后修饰形式之一。

泛素化蛋白质底物被蛋白酶体降解流程图

PTM与疾病

细胞在信号级联中协调着一整套复杂的PTM间的相互作用，对其中一个蛋白质的修饰可能完全取决于另一个蛋白质的修饰状态。有一些蛋白质可能发生数百种不同的修饰，可能同时涉及多个位点和不同的PTM类型，甚至存在一个位点被不同的PTM过程修饰的情况。于是这就形成了一个多层级的复杂调控网络，从而对细胞过程进行微调控制。当然这种复杂性和关联性也带来了风险。任何一步的错误——无论是由于遗传特征还是新发生的突变——都可能产生广泛的影响，导致细胞功能障碍或疾病。当有些蛋白质在特定框架内不能正确地发挥其作用时，人们会使用一些药物来阻止异常目标的工作。然而，蛋白质通常具有多种功能，突变位点可以通过其中一种途径影响蛋白质活性，但是无法影响其他途径下蛋白质活性的表达。因此我们还需要了解在各种可能的条件下PTM究竟是什么，以及它如何影响局部、细胞范围内和整个身体的活动。考虑到这些复杂性，我们就比较容易理解为什么目前市场上的药物都有一长串的副作用。希望未来个性化医疗的进步能让我们从源头上更精确地诊断和治疗身体异常状况。

抗体与PTM

由于PTM在调节细胞形成和疾病中的重要作用，人们对了解蛋白质如何通过这一机制进行调节非常感兴趣。Biosynth科学家在生产PTM特异性试剂方面拥有数十年的经验，并且可以针对各种不同的修饰类型创建定制抗体工具。利用我们在这一领域的广泛知识将为您的项目带来绝佳的机遇，并可能为您的研究开辟新的道路。

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