在生命的微观世界里,细胞如同精密的小机器,有条不紊地执行着各种任务,维持生命的运转。而蛋白质作为细胞的 “得力助手”,其功能的精准调控至关重要。翻译后修饰(Post-translational modifications,PTMs)就像是给蛋白质加上了各种 “小开关”,能改变蛋白质的结构、定位、稳定性等,进而影响细胞的正常功能。当这些 “小开关” 出现异常时,就可能引发各种疾病,癌症便是其中之一。
TIP60 蛋白(Tat interactive protein of 60kDa)作为一种关键的赖氨酸乙酰转移酶,在维持基因组完整性、调控细胞凋亡、自噬等过程中发挥着不可或缺的作用。然而,目前对于 TIP60 蛋白的翻译后修饰,我们了解得还不够深入。比如,在不同的细胞环境下,TIP60 会发生哪些修饰?这些修饰如何影响其功能?在癌症发生发展过程中,TIP60 的修饰又扮演着怎样的角色?为了揭开这些谜团,来自 Shiv Nadar Institution of Eminence(国内)的研究人员开展了一系列研究。
研究人员通过查阅大量文献,对 TIP60 蛋白的翻译后修饰进行了全面总结。他们发现,TIP60 蛋白可发生磷酸化、乙酰化、SUMOylation、甲基化、糖基化和泛素化等多种修饰。这些修饰在细胞功能调控中发挥着重要作用。
- 磷酸化:TIP60 的多个丝氨酸(Ser)、苏氨酸(Thr)和酪氨酸(Tyr)残基可被磷酸化。如 Ser86、Ser90、Thr158、Ser199和 Tyr294等位点的磷酸化,参与调控 DNA 损伤修复、自噬、细胞周期进展和凋亡等过程。例如,GSK-3β(glycogen synthase kinase 3)可磷酸化 TIP60 的 Ser86,影响其对 p53 的乙酰化,进而决定细胞在 DNA 损伤时的命运,是走向凋亡还是继续存活23。
- 乙酰化:TIP60 可发生自身乙酰化,多个赖氨酸(Lys)残基是乙酰化位点,如 Lys104、Lys120、Lys187等。这些乙酰化修饰在 p53 介导的凋亡、TIP60 的核定位、相分离以及与其他蛋白的相互作用中发挥关键作用。比如,Lys187的乙酰化对 TIP60 的结构、活性以及细胞保护和修复机制至关重要45。
- SUMOylation:TIP60 的 SUMOylation 修饰发生在 Lys430和 Lys451等位点,在 DNA 损伤修复、细胞周期调控和癌症发展中起重要作用。在紫外线照射引起的 DNA 损伤中,SUMOylated TIP60 可稳定 p53 蛋白,调节细胞周期6。
- 甲基化:目前仅发现 SET7 可介导 TIP60 在 Lys189的甲基化,该修饰参与 DNA 双链断裂修复和结肠癌细胞增殖7。
- 糖基化:TIP60 的 N - 糖基化发生在 Asn291位点,O - 糖基化发生在 Ser119位点,影响其稳定性、定位和活性,还与肝癌的发展和转移相关8。
- 泛素化:不同的 E3 泛素连接酶如 Mdm2 和 UHRF1 可使 TIP60 泛素化,导致不同的结果,如降解或影响其与 p53 的相互作用。USP7(Ubiquitin-specific protease 7)可对 TIP60 去泛素化,稳定其水平,参与细胞凋亡和早期脂肪生成等过程910。
研究人员还对癌症相关的 TIP60 突变与翻译后修饰之间的关系进行了分析。他们发现,一些癌症相关的 TIP60 突变位点与已知的 PTM 位点重合,如 K35、T77 等。这些突变可能影响 TIP60 的催化活性、底物偏好、细胞内动态或与结合伴侣的相互作用,进而导致基因组不稳定,促进癌症的发生和发展1112。
此外,研究人员还探讨了 TIP60 不同结构域和异构体的翻译后修饰。TIP60 的色氨酸结合域(chromodomain)和 MYST 结构域的修饰对其功能影响显著。同时,TIP60 的不同异构体在组织中的表达模式不同,其翻译后修饰可能影响异构体的定位和功能1314。
总的来说,该研究系统地总结了 TIP60 蛋白的翻译后修饰及其在细胞功能和癌症中的作用,为深入理解 TIP60 的调控机制提供了重要依据。然而,目前仍存在一些问题,如 TIP60 在特定条件下的修饰机制、不同修饰之间的相互作用以及 PTMs 在疾病发病机制中的具体作用等,有待进一步研究。该研究发表在《Epigenetics 》上,为该领域的后续研究奠定了坚实基础。
研究人员主要运用了以下关键技术方法:
- 文献研究:通过广泛查阅已有的研究文献,收集和整理 TIP60 蛋白翻译后修饰的相关信息。
- 数据库分析:利用 Phosphosite Plus、dbPTM 和 BioGRID 等数据库,识别 TIP60 的 PTM 位点,包括已鉴定和未完全鉴定的位点16。