Co to jest modyfikacja posttranslacyjna?

Modyfikacja posttranslacyjna (PTM) jest procesem w biosyntezy białkowej, która występuje po przetłumaczeniu białka z kwasu rybonukleinowego (RNA).Proces tłumaczenia polega na tworzeniu łańcucha aminokwasów, który odpowiada szablonowi RNA.Po utworzeniu tego łańcucha białko zostało zsyntetyzowane, ale często musi ulegać dalszym zmianom, zanim stanie się on w pełni funkcjonalny.Zmiany te są znane jako procesy modyfikacji potranslacyjnej i obejmują trójwymiarowe kształtowanie, tworzenie mostów disiarczkowych, fosforylację lub dodanie innych cząsteczek.

Jednym z najprostszych działań modyfikacyjnych potranslacyjnych, które może przechodzić białko, jest przyjmowanie białkastabilny, trójwymiarowy kształt zwany natywną strukturą.Proces ten często występuje bezpośrednio po translacji i jest napędzany przez interakcje hydrofobowe.Ponieważ środowisko wewnątrzkomórkowe jest wodne, hydrofobowe grupy, które odpychają wodę, łączą się w środku białka z dala od wody, tworząc stabilną energetycznie postać.Dodatkowe białka, znane jako chaperoniny, mogą również pomóc nowo utworzonymi białkami w ich prawidłowym kształcie.

Mosty disiarczkowe i reakcje rozszczepiania proteolitycznego są innymi post-translatywnymi zmianami strukturalnymi, które mogą wystąpić w białkach.Jeśli białko zawiera dwie reszty aminokwasowe cysteinowe, może tworzyć kowalencyjne wiązanie między nimi, jeśli są odpowiednio wyrównane, zmieniając w ten sposób konformację białka.Podobnie niektóre zmiany strukturalne zachodzą w wyniku rozszczepienia proteolitycznego, w którym enzym odcina kawałek białka po jego przetłumaczeniu.Przykładem tego procesu jest insulina białka, która pozostaje w nieaktywnej formie prekursorowej do momentu nie poddania się rozszczepieniu proteolitycznego w celu utworzenia aktywnej cząsteczki.

Dodanie grup funkcjonalnych, takich jak grupy fosforanowe, grupy siarczanowe, grupy acylowe lub grupy metylowe,jest również powszechną modyfikacją potranslacyjną.Grupy te mogą albo aktywować białko, hamować je lub sygnalizować, aby poruszał się gdzie indziej w komórce.Na przykład wiele enzymów przełączających się między stanami aktywnymi i nieaktywnymi w zależności od tego, czy zostały one fosforylowane.

Ubikwitynacja jest kolejną formą modyfikacji potranslacyjnej, której komórki stosują do znakowania białek.Proces ten obejmuje dodanie ubikwityny, małego białka sygnalizacyjnego, do aktywnego białka, aby ukierunkować go na degradację.Chociaż ubikwityna może czasami działać jako cząsteczka sygnalizacyjna, jest ogólnie stosowana do modyfikacji aktywnych białek, które komórka próbuje degradację.W ten sposób komórka jest w stanie kontrolować poziomy różnych enzymów i innych białek zgodnie ze zmianami w środowisku.