线粒体是负责细胞能量代谢的细胞器，是葡萄糖彻底氧化分解合成三磷酸腺苷或转化成脂肪酸等物质的重要场所。其功能障碍与糖尿病的发病有密切关系。线粒体功能由众多蛋白决定，受蛋白质翻译后修饰的精细调节，如磷酸化、乙酰化、琥珀酰化及糖基化等。这些修饰通过调节各种酶的活性影响线粒体代谢葡萄糖的能力，从而决定血糖稳态，是理解葡萄糖代谢紊乱的重要切入点。笔者以葡萄糖代谢为中心阐述线粒体蛋白翻译后修饰的研究进展。

随着质谱技术、组学技术、抗体技术等鉴定技术的不断发展,翻译后修饰(PTM)在医学领域的研究潜力日益凸显.PTM作为一种新型的化学修饰方式,为科研人员提供了研究疾病的新视角,其中琥珀酰化修饰作为一种备受关注的新型修饰方式,已经引起了越来越多研究者的兴趣.目前,针对琥珀酰化修饰的研究主要集中在一种名为沉默信息调节蛋白5的去琥珀酰化酶上,这种酶在修饰领域中具有重要的作用,且已经对其在心血管领域的作用进行了初步探索.本文将归纳整理琥珀酰化修饰的影响因素、调控作用以及与其他PTM之间的联系,并总结目前在心血管疾病的研究成果,以期深入认识这种修饰的重要作用,为心血管疾病的研究带来新的思考和启示.

琥珀酰化修饰是当前新兴的一种蛋白质翻译后修饰,广泛存在于生物体内,参与细胞分化、代谢等多种生命活动,与多种包括心血管疾病在内的多种疾病密切相关,因此,是当前的研究热点.本文综述了琥珀酰化的基本概念及功能、调控的作用位点及影响因素,归纳了琥珀酰化修饰与几种常见心血管疾病的关系,从而进一步认识琥珀酰化在多种生理病理中的重要作用.

PKM2,即M2型丙酮酸激酶,因其在糖酵解中的关键作用及在多种肿瘤中的异常表达而备受关注.随着PKM2非代谢功能的发现,PKM2的丙酮酸激酶活性(在细胞质中以四聚体形式存在)和蛋白激酶活性(在细胞核中以二聚体形式存在)之间的切换再次使PKM2成为肿瘤研究的焦点.研究表明,PKM2是一种容易受多种翻译后修饰影响的蛋白质,而不同翻译后修饰对PKM2的细胞定位、结构及激酶活性转换等过程均具有重要的调节作用.PKM2多种翻译后修饰在肿瘤的发生和发展中发挥重要作用.如磷酸化及乙酰化修饰通过改变PKM2细胞定位促进核易位;糖基化、泛素化修饰通过影响PKM2结构转变促进其二聚体结构的形成;琥珀酰化及氧化还原修饰等通过影响激酶活性转变促进PKM2蛋白激酶活性的增强.无论是影响PKM2的结构还是转变细胞定位,都是通过改变其激酶活性来发挥促进或抑制肿瘤发展的作用.

蛋白质翻译后修饰(PTM)是心血管疾病发病机制中的重要环节.随着蛋白质组学的发展及质谱的应用,研究发现琥珀酰辅酶A在心脏中的表达水平远高于其他器官,琥珀酰化也是心脏PTM的关键部分.该文介绍琥珀酸盐及琥珀酰化在缺血性心脏病、高血压、心肌纤维化、心肌肥大、心率失常和心力衰竭发生过程中的研究进展.

蛋白质的翻译后修饰是细胞生命活动的基本形式之一,对蛋白质生物功能的发挥具有极为重要的影响,包括细胞的生长、分化、代谢等生命过程.赖氨酸酰化修饰是重要研究内容之一,其广泛参与细胞分化、细胞代谢等重要生理活动,成为生命科学领域研究热点.随着生物质谱的扫描速度、灵敏度、分辨率的不断提高,近几年来许多新的赖氨酸酰化修饰被研究者鉴定.该文总结了琥珀酰化、巴豆酰化、丙二酰化、戊二酰化、2-羟基异丁酰化、β-羟基丁酰化等新型赖氨酸酰化修饰的发现确证、修饰调控酶、底物鉴定和生理病理功能等方面的最新研究进展.

蛋白质的琥珀酰化修饰是一种普遍存在于真核生物和原核生物中的翻译后修饰.修饰的蛋白质遍及细胞膜、细胞质基质、各种细胞器及细胞核等细胞的各个部分,它们参与了细胞内包括糖代谢、三羧酸循环和脂肪酸代谢等各种代谢反应,与生命体的活动息息相关.本文综述了琥珀酰化蛋白质活性变化、修饰位点周围氨基酸的特异性及空间结构的分析、亚细胞分布情况、琥珀酰化与乙酰化之间的相互作用及碳源和生长阶段对蛋白质琥珀酰化水平的影响等内容,以期为后续蛋白质的琥珀酰化科研提供一定的参考.

代谢是一种基本的生物学过程,由代谢酶催化的一系列反应组成.最新研究发现,在许多重要的细胞活动中,癌细胞的异常信号可以诱导代谢酶的非代谢功能,包括代谢酶介导的蛋白质翻译后修饰,例如磷酸化、乙酰化和琥珀酰化.目前研究最多的是代谢酶使蛋白质磷酸化,而不是将其作为代谢底物.一些代谢酶改变了亚细胞定位,使其代谢产物直接参与非代谢活动.本综述着重介绍了几种引起癌症发展的代谢酶的非代谢功能,加深了我们对这些代谢酶的理解,并评估了靶向这些酶的非代谢功能的治疗方法在癌症治疗中的潜在价值.

[目的]筛查创伤性股骨头坏死(TIONFH)患者外周血中特异性修饰蛋白,进一步探索TIONFH发生的表观遗传机制.[方法]采集TIONFH患者(TIONFH组)和创伤非坏死患者(NC组)的外周血样本各3例,提取全蛋白,通过泛抗体实验考察外周血蛋白磷酸化、乙酰化、泛素化以及琥珀酰化水平,确定TIONFH中变化较明显的修饰化类型.通过联合串联质量标签(TMT)标记、高效液相色谱分级技术、酰化肽段的富集技术以及基于质谱的定量蛋白质组学技术等,进一步对TIONFH特异性修饰化定量组学进行研究,并对筛选出的差异位点对应的蛋白进行聚类分析和蛋白互作分析.[结果]和NC组相比,TIONFH组外周血中乙酰化修饰水平存在明显差异.进一步乙酰化定量组学分析结果显示,93个蛋白的145个位点包含定量信息,其中TIONFH组中修饰水平发生上调的乙酰化位点有10个,含8个蛋白;修饰水平发生下调的乙酰化位点有2个,含2个蛋白.[结论] TIONFH患者外周血蛋白乙酰化位点修饰水平存在明显变化,筛选出的差异修饰化位点及蛋白可作为TIONFH的候选分子标志物.

2型糖尿病(T2DM)是以胰岛素抵抗和胰岛β细胞功能受损为特征的慢性代谢性疾病,若血糖控制不佳或病程日久,可导致一系列大血管和微血管并发症,如糖尿病肾病、糖尿病视网膜病变、糖尿病神经病变、糖尿病性心脏病等,严重影响患者生活质量.蛋白质修饰是在蛋白质分子链上接上某种化学基团,从而改变其执行生命复杂的调控和信息传递功能的过程.常见的蛋白质修饰方式有磷酸化、甲基化、乙酰化、丙二酰化、琥珀酰化等.有研究发现,乙酰化、丙二酰化、琥珀酰化三种蛋白质修饰方式能够通过改变蛋白质构象和功能,参与糖代谢或糖酵解途径,促进或改善胰岛素抵抗和胰岛β细胞功能损伤,继而在T2DM的发生、发展中发挥重要作用.