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被多种膜蛋白所利用,但它们都有自己的连接要求,包括专一酶的参与等。
图 5-46 4 种脂锚定膜蛋白中蛋白质部分与脂质分子的连接方式
(a) N-豆蔻酰化;(b) S-脂肪酰化;(c) 硫醚异戊二酰化;(d) 蛋白质的C-末端经丝氨酸通过酰胺键与GPI上的乙醇胺残基连接
1. 酰胺连接的豆蔻酰锚钩
豆蔻酸可以通过酰胺键与被选蛋白(靶蛋白)的N-末端甘氨酸残基的α-氨基连接。此反应称为N-豆蔻酰化(N-myristoylation),它由N-豆蔻酰基转移酶(简称NMT)催化。N-豆蔻酰锚定蛋白包括cAMP依赖蛋白激酶(cAMPdependent protein kinase)的催化亚基、G蛋白α-亚基(第1章),某些反转录病毒(retrovirus),包括AIDS的病原体HIV-1(人免疫缺陷病毒-1)的gag蛋白(如p24、p9、p7等,见图5-56)。
2. 硫醚连接的脂肪酰锚钩
各种细胞和病毒蛋白质含有通过酯键与多肽链的 Cys 残基侧链,有时与 Ser 或 Thr 残基侧链共价连接的脂肪酸。这些脂肪酸包括豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸和油酸。通过脂肪酸硫醚键锚定于膜的蛋白有 G 蛋白偶联受体,几种病毒的表面糖蛋白和转铁蛋白受体。
3. 硫醚连接的异戊二烯基锚钩
作为例证的异聚二烯基(萜类)包括法尼基(farnesyl)和牻牛儿牻牛儿基(geranylgeranyl)。前者是一个倍半萜(C₁₅),$\smiles{CC(C)=CCCC=CCCC(C)=CC}$;后者是一个双萜(C₂₀),$\smiles{CC=CCCC(C)=CCCC(C)=CCCC=C}$由两个牻牛儿基(单萜 C₁₀)组成(见第 2 章)。 一般发生在靶蛋白 C-末端 CAAX 序列的 Cys 残基上,其中 C 是 Cys,A 是任一脂肪族氨基酸残基,X 是任一氨基酸残基。发生异戊二烯化(prenylation)反应时,一个专一蛋白酶剪去 3 个 C-末端残基(AAX),新末端 Cys 的羧基被甲基化酯酰。这些修饰对异聚二烯基锁定蛋白质的随后定位是必要的。异戊二烯化蛋白包括酵母交配因子(yeast mating factor)和纤层蛋白(lamin),后者是内核膜中的核纤层(nuclear lamina)的结构组分。
4. 糖基磷脂酰肌醇锚钩
糖基磷脂酰肌醇(GPI)是通过连接在一个寡糖上的磷酸乙醇胺残基修饰靶蛋白的C-末端氨基酸。此寡糖又被连接在磷脂酰肌醇的肌醇部分(图5-46)。寡糖一般由一个保守的四糖核心(Man-Man-Man-GlcNAc)组成,此核心可以通过修饰甘露糖残基,例如加入各种大小不同的半乳糖寡糖链,额外的