
【化】 ribosylation
【化】 ribosylation
affect; effect; intention; action; motive; operation
【医】 action; effect; process; role
【经】 role
核糖基化作用(Ribosylation)是生物化学中一种重要的翻译后修饰过程,指核糖分子通过糖苷键共价连接到蛋白质、核酸或其他生物分子的特定氨基酸残基或碱基上的酶促反应。该术语由“核糖”(ribose,五碳糖)和“基化”(-ylation,表示添加基团)构成,英文对应“Ribosylation”。
反应本质
在酶(如糖基转移酶)催化下,核糖基从供体分子(最常见的是烟酰胺腺嘌呤二核苷酸,NAD⁺)转移到受体分子(如蛋白质的精氨酸、天冬酰胺或谷氨酸残基)上,形成核糖基化产物。反应通式为:
$$smalltext{受体} + text{NAD}^+ xrightarrow{text{酶}} text{核糖基化受体} + text{烟酰胺} + text{ADP-核糖?}$$
注:ADP-核糖基化(ADP-ribosylation)是核糖基化的主要子类,涉及ADP-核糖基团的转移。
主要类型
细胞信号传导
调控G蛋白、转录因子活性,影响炎症、代谢等通路(如细菌毒素霍乱毒素通过ADP-核糖基化G蛋白致病因子的α亚基激活腺苷酸环化酶)。
DNA修复与基因组稳定
PARP1识别DNA断裂并催化多ADP-核糖基化,招募修复蛋白复合物。
表观遗传调控
影响染色质结构及基因表达,如组蛋白的ADP-核糖基化修饰。
病原体作用机制
部分细菌毒素(如白喉毒素)通过ADP-核糖基化宿主细胞蛋白实现毒性效应。
权威参考文献
核糖基化作用是一种重要的蛋白质翻译后修饰机制,其核心是通过共价连接将核糖或ADP-核糖基团添加到蛋白质特定氨基酸残基上,从而调控蛋白质功能。以下是具体解析:
广义核糖基化
指一个或多个核糖分子与蛋白质的共价连接,属于可逆修饰。这种修饰通过改变蛋白质结构参与细胞信号转导、DNA修复等过程。
ADP-核糖基化
作为核糖基化的主要形式,特指将烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD⁺)中的ADP-核糖基团转移到靶蛋白上。例如霍乱毒素通过该机制干扰宿主细胞功能。
调控细胞活动
通过改变蛋白质构象或相互作用能力,参与DNA损伤响应、基因表达调控和细胞凋亡。例如DNA修复相关蛋白的ADP-核糖基化可激活修复通路。
动态可逆性
该修饰由ADP-核糖基转移酶催化,同时存在去修饰酶(如PARP家族)实现动态平衡,这种可逆性为细胞快速响应环境变化提供了基础。
生理作用
在染色质重塑、抗病毒防御中起关键作用。近期研究发现细菌通过ADP-核糖基化修饰mRNA抑制噬菌体感染。
病理影响
异常修饰与癌症发展相关,如DNA修复失调导致基因组不稳定。此外,白喉毒素等病原体毒素正是利用该机制致病。
核糖基化作用通过精准调控蛋白质功能,成为连接表观遗传调控与疾病发生的重要分子开关。其研究对开发抗癌药物和抗病毒策略具有重要价值。
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