官能基の付加を伴う翻訳後修飾
生体内における 非酵素的修飾非酵素的翻訳後修飾の例としては、糖化、糖酸化、ニトロシル化、酸化、コハク酸化、脂質酸化などが挙げられる。[ 20 ]
試験管内での 非酵素的添加ビオチン化 ：ビオチン化試薬を用いてビオチン部分を共有結合させること。通常はタンパク質の標識を目的とする。カルバミル化：タンパク質のN末端またはLysまたはCys残基の側鎖へのイソシアン酸の付加。通常、尿素溶液への曝露によって生じる。[ 27 ] 酸化：メチオニン、トリプトファン、ヒスチジン、システイン残基などの感受性の高い側鎖に1つ以上の酸素原子が付加されること。システイン残基間にジスルフィド結合が形成されること。 ペグ化 ：ペグ化試薬を用いてポリエチレングリコール （PEG）を、通常はリジン残基のN末端または側鎖に共有結合させる方法。ペグ化は、タンパク質医薬品の有効性を向上させるために用いられる。
統計
頻度の高い一般的な翻訳後修飾 6つの一般的な翻訳後修飾の種類 2011年には、Swiss-Protデータベースのプロテオーム全体の情報を使用して、実験的におよび推定的に検出された各翻訳後修飾の統計がまとめられました。[ 33 ] [ 34 ]
残基別の一般的な翻訳後修飾 特定のアミノ酸残基に対する一般的な翻訳後修飾を以下に示します。特に断りのない限り、修飾は側鎖で起こります。
PTMを予測するためのプロセスとデータソースのフローチャート。[ 35 ] タンパク質配列には、修飾酵素によって認識される配列モチーフが含まれており、これらは翻訳後修飾（PTM）データベースに記録または予測することができます。発見される修飾の種類が非常に多いため、このような情報をデータベースに記録する必要性が生じています。PTM情報は、実験的な手段によって収集することも、高品質の手作業でキュレーションされたデータから予測することもできます。数多くのデータベースが作成されており、多くの場合、特定の分類群（例えばヒトタンパク質）やその他の特徴に焦点を当てています。
リソース一覧 PhosphoSitePlus [ 36 ] ProteomeScout [ 37 ] ヒトタンパク質参照データベース [ 37 ] PROSITE [ 38 ] RESID [ 39 ] iPTMnet [ 40 ] dbPTM [ 35 ] UniProtには翻訳後修飾（PTM）情報が含まれていますが、より専門的なデータベースに比べると網羅性は劣る可能性があります。PTMがタンパク質の機能と生理学的プロセスに及ぼす影響。[ 41 ] O -GlcNAcデータベース[ 42 ] [ 43 ] - O -GlcNAc部位を参照しています。
タンパク質とその翻訳後修飾を可視化するためのソフトウェア一覧
参考文献 ↑ Wang, YC; Peterson, SE; Loring, JF (2014年2月). "タンパク質の翻訳後修飾とヒト幹細胞の多能性制御" . Cell Research . 24 (2): 143–60 . doi : 10.1038/cr.2013.151 . PMC 3915910. PMID 24217768 . ↑ Zhong, Q; Xiao, X; Qiu, Y; Xu, Z; Chen, C; Chong, B; Zhao, X; Hai, S; Li, S; An, Z; Dai, L (2023年6月). "健康と疾患におけるタンパク質の翻訳後修飾：機能、調節機構、および治療上の意義" . MedComm . 4 (3) e261. doi : 10.1002/mco2.261 . PMC 10152985 . PMID 37143582 . ↑ Macek, B; Forchhammer, K; Hardouin, J; Weber-Ban, E; Grangeasse, C; Mijakovic, I (2019年11月)「細菌におけるタンパク質の翻訳後修飾」 Nature Reviews. Microbiology . 17 (11): 651– 664. doi : 10.1038/s41579-019-0243-0 . PMID 31485032 . ↑ シャーロット・W・プラット ; ジュディス・G・ヴォート ; ヴォート、ドナルド (2006)。 生化学の基礎: 分子レベルの生命 (第 2 版)。ニュージャージー州ホーボーケン: ワイリー。 ISBN 978-0-471-21495-3 OCLC 1280801548。 ↑ Khoury GA、Baliban RC、 Floudas CA ( 2011年9 月 )。 「プロテオーム全体の翻訳後修飾統計：swiss-protデータベースの頻度分析とキュレーション」 。Scientific Reports。1 90。Bibcode ： 2011NatSR ... 1 ... 90K。doi ： 10.1038 / srep00090。PMC 3201773。PMID 22034591 。 ↑ Lodish H 、 Berk A、Zipursky SLら （2000）。 「17.6、粗面小胞体における翻訳後修飾と品質管理」 。 分子細胞生物学 （第4 版）。ニューヨーク：WH Freeman。ISBN 978-0-7167-3136-8 。↑ Dalle-Donne I、Aldini G、Carini M、Colombo R、Rossi R、Milzani A (2006)。 「 タンパク質 の カルボニル化、細胞機能障害、および疾患の進行」 。Journal of Cellular and Molecular Medicine。10 ( 2 ): 389–406。doi : 10.1111 / j.1582-4934.2006.tb00407.x。PMC 3933129。PMID 16796807 。 ↑ Grimsrud PA、Xie H 、 Griffin TJ、Bernlohr DA (2008年8月)。 「酸化ストレスと生物活性アルデヒドによるタンパク質の共有結合修飾 」 。The Journal of Biological Chemistry。283 ( 32 ) : 21837–41。Bibcode : 2008JBiCh.28321837G。doi : 10.1074 / jbc.R700019200。PMC 2494933。PMID 18445586 。 ↑ Gianazza E、Crawford J、Miller I (2007年7月)「タンパク質の酸化的翻訳後修飾の検出」 Amino Acids . 33 (1): 51–6 . doi : 10.1007/s00726-006-0410-2 . PMID 17021655. S2CID 23819101 . 1 2 Peana, Massimiliano (2024年8月19日). "タンパク質における金属イオンと翻訳後修飾の相互作用" . European Journal of Inorganic Chemistry . 27 (31) e202400175. Bibcode : 2024EJIC...27E0175P . doi : 10.1002/ejic.202400175 . ↑ ウォルシュ、クリストファー T. (2006). タンパク質の翻訳後修飾：自然のインベントリーの拡大 . エンゲルウッド：ロバーツ・アンド・カンパニー出版. ISBN 978-0-9747077-3-0 。: ↑ Whiteheart SW、Shenbagamurthi P、Chen L、Cotter RJ、Hart GW、et al. (1989 年 8 月)。 「マウス伸長因子 1 α (EF-1 α) は 、 新規のアミド結合エタノールアミン-ホスホグリセロール部分によって翻訳後修飾される。EF-1 α 上の特定のグルタミン酸残基へのエタノールアミン-ホスホグリセロールの付加」 。The Journal of Biological Chemistry。264 ( 24): 14334–41。doi : 10.1016 / S0021-9258(18)71682-7。PMID 2569467 。 ↑ Roy H、Zou SB、Bullwinkle TJ、Wolfe BS、Gilreath MS、Forsyth CJ、Navarre WW、Ibba M (2011年8月)。 「 tRNA 合成酵素パラログPoxAは伸長因子P を (R)-β-リジンで修飾する」 。Nature Chemical Biology。7 ( 10 ): 667–9。doi : 10.1038 / nchembio.632。PMC 3177975。PMID 21841797 。 ↑ Ali I、 Conrad RJ、Verdin E、Ott M ( 2018年2 月 )。 「リジンアセチル化が世界規模 に拡大：エピジェネティクスから代謝と 治療 へ」 。Chem Rev。118 ( 3): 1216–1252。doi : 10.1021 / acs.chemrev.7b00181。PMC 6609103。PMID 29405707 。 ↑ Bradbury AF、Smyth DG (1991 年3 月 )。「ペプチドアミド化」。Trends in Biochemical Sciences。16 ( 3): 112–5。doi : 10.1016 /0968-0004(91)90044 - v。PMID 2057999 。 ↑ Zhao, Yiqi; Zhang, Hongli; Yang, Yating; Chen, Wei-Dong; Wang, Yan-Dong (2026). "ヒトの健康と疾患におけるモノアミン化：現状、課題、そして新たな方向性" . Advanced Science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany) . 13 (16) e20653. doi : 10.1002/advs.202520653 . ISSN 2198-3844 . PMC 13042460 . PMID 41662496 . ↑ エッデ B、ロシエ J、ル カール JP、デブリュイエール E、グロ F、ドゥヌレ P (1990 年 1 月)。 「α-チューブリンの翻訳後グルタミル化」。 科学 。 247 (4938): 83–5 . Bibcode : 1990Sci...247...83E 。 土井 ： 10.1126/science.1967194 。 PMID 1967194 。 ↑ Walker CS、Shetty RP、Clark K、Kazuko SG、Letsou A、Olivera BM、Bandyopadhyay PK、et al. (2001 年 3 月) 「動物系におけるビタミン K 依存性 γ-カルボキシル化の潜在的なグローバルな役割について。ショウジョウバエにおける γ-グルタミル カルボキシラーゼの証拠」 . The Journal of Biological Chemistry . 276 (11): 7769–74 . doi : 10.1074/jbc.M009576200 . PMID 11110799 . 1 2 3 Chung HS, et al. (2013 年 1 月). "システインの酸化的翻訳後修飾: 心血管系における新たな調節" . Circulation Research . 112 (2): 382–92 . doi : 10.1161/CIRCRESAHA.112.268680 . PMC 4340704 . PMID 23329793 . ↑ 「老化と長寿における高度脂質酸化最終産物マロンジアルデヒド-リジン」PMID 33203089 PMC7696601 ↑ Jaisson S、Pietrement C、Gillery P (2011年11月)。 「カルバミル化由来生成物：慢性腎不全およびアテローム性動脈硬化症における生物活性化合物および潜在的バイオマーカー 」 。Clinical Chemistry。57 ( 11 ) : 1499–505。doi : 10.1373 / clinchem.2011.163188。PMID 21768218 。 ↑ タン、ミンジア。ポン、チャオ。アンダーソン、クリスティン A.チョイ、ピーター。謝中裕。ダイ、ルンジ。パク・ジョンスン。チェン、ユエ。黄、彼。張、宜;ロー、ジェニファー。ワーグナー、グレゴリー R.グリーン、ミシェル F.マドセン、アンドレアス S.シュミージング、ジェシカ。ピーターソン、ブレット・S.徐国峰。イルカエワ、オルガ R.ミュールバウアー、マイケル J.トーマス・ブラウルケ。ミュールハウゼン、クリス。バックス、ドナルド S.オルセン、クリスチャン・A.マクガイア、ピーター J.プレッチャー、スコット D.ロンバード、デイビッド B.ハーシェイ、マシュー D.趙英明（2014年4月）。 「 リジングルタリル化はSIRT5によって制御されるタンパク質の翻訳後修飾で ある 」 。Cell Metabolism。19 （ 4 ） ： 605–617。doi ： 10.1016 / j.cmet.2014.03.014。PMC 4108075。PMID 24703693 。 ↑ ペン、チャオ。ルー、ジーク。謝中裕。チェン、ジョンイー。チェン、ユエ。タン、ミンジア。ルオ、ハオ。張、宜;彼、ウェンディ。楊、柯。ズワーンズ、バーナデットMM;ティシュコフ、ダニエル。ホー、リン。ロンバード、デイビッド。彼、トンチュアン。ダイ・ジュンビアオ。ヴァーディン、エリック。そう、ヤン。趙英明（2011年12月）。 「リジンマロニル化基質とその調節酵素の最初の同定」 。 分子および細胞のプロテオミクス 。 10 (12)M111.012658。 土井 : 10.1074/mcp.M111.012658 。 PMC 3237090 。 PMID 21908771 。 ↑ Head, PamelaSara E.; Myung, Sangho; Chen, Yong; Schneller, Jessica L.; Wang, Cindy; Duncan, Nicholas; Hoffman, Pauline; Chang, David; Gebremariam, Abigael; Gucek, Marjan; Manoli, Irini; Venditti, Charles P. (2022年5月25日). "異常なメチルマロニル化がメチルマロン酸血症の根底にあり、遺伝子操作されたサーチュインによって軽減される" . Science Translational Medicine . 14 (646) eabn4772. doi : 10.1126/scitranslmed.abn4772 . PMC 10468269 . PMID 35613279 . ↑ Kang HJ、Baker EN (2011年4月)。「分子内イソペプチド結合：ストレスのために構築されたタンパク質架橋？」。 Trends in Biochemical Sciences。36 ( 4): 229–37。doi : 10.1016 / j.tibs.2010.09.007。PMID 21055949 。 ↑ 張志宏；タン、ミンジア。謝中裕。ダイ、ルンジ。チェン、ユエ。趙英明（2011年1月）。 「新たな翻訳後修飾としてのリジンのコハク化の同定」 。 自然のケミカルバイオロジー 。 7 (1): 58–63 。 Bibcode : 2011NatCB...7...58Z 。 土井 ： 10.1038/nchembio.495 。 PMC 3065206 。 PMID 21151122 。 ↑ Stark GR、Stein WH、Moore X (1960)。 「 尿素 水溶液 中 に存在するシアン酸塩とアミノ酸およびタンパク質との反応」 。J Biol Chem。235 ( 11 ): 3177–3181。Bibcode : 1960JBiCh.235.3177S。doi : 10.1016/S0021-9258(20)81332-5 。 ↑ Van G. Wilson (編) (2004). Sumoylation: Molecular Biology and Biochemistry (2005年2月9日時点の Wayback Machine アーカイブ) Horizon Bioscience. ISBN 0-9545232-8-8 。 ↑ Malakhova OA、Yan M、Malakhov MP、Yuan Y、Ritchie KJ、Kim KI、Peterson LF、Shuai K、Zhang DE (2003 年 2 月)。 「 タンパク質 ISG 化 は JAK-STAT シグナル伝達経路を調節する」 。Genes & Development。17 ( 4): 455–60。doi : 10.1101 / gad.1056303。PMC 195994。PMID 12600939 。 ↑ Klareskog L、Rönnelid J 、Lundberg K、Padyukov L、Alfredsson L (2008)。 「 関節リウマチにおけるシトルリン化タンパク質に対する免疫」 。Annual Review of Immunology。26 ： 651–75。doi ： 10.1146 / annurev.immunol.26.021607.090244。PMID 18173373 。 ↑ Brennan DF、Barford D（2009 年3 月）。 「 エリミニル化：ホスホトレオニンリアーゼによって触媒さ れる翻訳後修飾」。Trends in Biochemical Sciences。34 （3）： 108–14。doi ： 10.1016 /j.tibs.2008.11.005。PMID 19233656 。 ↑ ラーベ・フォン・パッペンハイム、ファビアン。ウェンセン、マリー。そう、ジン。ウランガ、ジョン。イリサッリ、イケル。デ・フリース、ジャン。ファンク、リサ・マリー。マタ、リカルド A.甲斐ティットマン（2022年4月）。 「タンパク質における共有結合性リジン - システイン酸化還元スイッチの広範な発生」 。 自然のケミカルバイオロジー 。 18 (4): 368–375 。 土井 : 10.1038/s41589-021-00966-5 。 PMC 8964421 。 PMID 35165445 。 ↑ Khoury GA、Baliban RC、Floudas CA (2011年9 月 )。 「プロテオーム全体の翻訳後修飾統計：swiss-protデータベースの頻度分析とキュレーション」 。Scientific Reports。1 ( 90 ) 90。Bibcode ： 2011NatSR ... 1... 90K。doi ： 10.1038 / srep00090。PMC 3201773。PMID 22034591 。 ↑ 「プロテオーム全体の翻訳後修飾統計」 。selene.princeton.edu 。2012年8月30日にオリジナルからアーカイブ済み 。 2011 年 7 月22日 に取得。 1 2 Lee TY、Huang HD、Hung JH、Huang HY、Yang YS、Wang TH (2006 年 1 月)。 「 dbPTM : タンパク質翻訳後修飾の情報リポジトリ」 。Nucleic Acids Research。34 ( データベース特集号): D622-7。doi : 10.1093 /nar/ gkj083。PMC 1347446。PMID 16381945 。 ↑ Hornbeck PV、Zhang B、Murray B、Kornhauser JM、Latham V、Skrzypek E (2015 年 1 月)。 「 PhosphoSitePlus 、 2014 年: 変異、PTM、および再較正」 。Nucleic Acids Research。43 ( データベース特集号): D512-20。doi : 10.1093 /nar/ gku1267。PMC 4383998。PMID 25514926 。 1 2 Goel R 、 Harsha HC、Pandey A、Prasad TS (2012 年 2 月)。 「リン酸化プロテオーム 解析のため のリソースとして の ヒトタンパク質参照データベースとヒトプロテインペディア」 。Molecular BioSystems。8 ( 2 ) : 453–63。doi : 10.1039 /c1mb05340j。PMC 3804167。PMID 22159132 。 ↑ シグリスト CJ、セルッティ L、デ・カストロ E、ランゲンダイク・ジュネーヴォー PS、ブリアード V、バイロック A、ヒューロ N (2010 年 1 月)。 「PROSITE、機能特性評価と注釈のためのタンパク質ドメインデータベース 」 核酸研究 。 38 (データベースの問題): D161-6。 土井 ： 10.1093/nar/gkp885 。 PMC 2808866 。 PMID 19858104 。 ↑ Garavelli JS (2003 年 1 月). "タンパク質修飾の RESID データベース: 2003 年の開発" . Nucleic Acids Research . 31 (1): 499– 501. doi : 10.1093/nar/gkg038 . PMC 165485 . PMID 12520062 . ↑ Huang H, Arighi CN, Ross KE, Ren J, Li G, Chen SC, Wang Q, Cowart J, Vijay-Shanker K, Wu CH (2018年1月). "iPTMnet: タンパク質翻訳後修飾ネットワーク発見のための統合リソース" . Nucleic Acids Research . 46 (1): D542– D550. doi : 10.1093/nar/gkx1104 . PMC 5753337 . PMID 2914561 . ↑ Audagnotto M 、Dal Peraro M (2017-03-31)。 「 インシリコ 予測ツールと分子モデリング」 。Computational and Structural Biotechnology Journal。15 : 307–319。doi : 10.1016 / j.csbj.2017.03.004。PMC 5397102。PMID 28458782 。 ↑ ウルフ＝フエンテス E、ベレント RR、マスマン L、ダナー L、マラード F、ヴォラ J、カーサイ R、オリヴィエ＝ヴァン スティチェレン S (2021 年 1 月)。 「ヒト O -GlcNAcome データベースとメタ分析」 。 科学的データ 。 8 (1) 25. Bibcode : 2021NatSD...8...25W 。 土井 : 10.1038/s41597-021-00810-4 。 PMC 7820439 。 PMID 33479245 。 ↑ Malard F、Wulff-Fuentes E、Berendt RR、Didier G、Olivier-Van Stichelen S (2021年7月)。 「 O - GlcNAcome カタログの自動化と自己保守：スマートな科学データベース」 。Database ( Oxford) 。2021 baab039: 1。doi : 10.1093/database/ baab039。PMC 8288053。PMID 34279596 。 ↑ Warnecke A 、 Sandalova T、Achour A、Harris RA (2014 年 11 月 )。 「 PyTMs: 一般的な翻訳後修飾をモデル化するための便利な PyMOL プラグイン」 。BMC Bioinformatics。15 ( 1 ) 370。doi : 10.1186 /s12859-014-0370-6。PMC 4256751。PMID 25431162 。 ↑ Yang Y, Peng X, Ying P, Tian J, Li J, Ke J, Zhu Y, Gong Y, Zou D, Yang N, Wang X, Mei S, Zhong R, Gong J, Chang J, Miao X (2019年1月). "AWESOME: タンパク質の翻訳後修飾に影響を与えるSNPのデータベース" . Nucleic Acids Research . 47 (D1): D874– D880. doi : 10.1093/nar/gky821 . PMC 6324025 . PMID 30215764 . ↑ Morris JH 、 Huang CC、Babbitt PC、Ferrin TE (2007年9月)。 「 structureViz : CytoscapeとUCSF Chimeraの連携」 。Bioinformatics。23 (17): 2345–7。doi : 10.1093 /bioinformatics/ btm329。PMID 17623706 。 ↑ "1tp8 - プロテオペディア、3Dの生命" . www.proteopedia.org .
外部リンク Uniprot における翻訳後修飾の統制語彙ExPASyにおける翻訳後修飾の一覧 dcGO データベースからPTM別にSCOPドメインを閲覧する一般的に用いられる翻訳後修飾検出技術の概要と説明
