快速了解蛋白质磷酸化

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蛋白质磷酸化作为一种调节机制首次于1955年被科学家所发现。自那时起，磷酸化已经成为细胞信号转导的关键组成部分，调节着从细胞分裂到细胞死亡的各种通路。

信号转导通路的简化概要图

蛋白质磷酸化是一种重要的细胞信号传导方式，指的是通过将磷酸基团添加到蛋白质分子的过程。这一过程由蛋白激酶催化，通常涉及三磷酸腺苷（ATP）提供磷酸基团。蛋白质磷酸化可以发生在丝氨酸（Serine，Ser，S）、苏氨酸（Threonine，Thr，T）和酪氨酸（Tyrosine，Tyr，Y）等氨基酸上，但最常见的是在酪氨酸和丝氨酸上进行。这一修饰过程可以调节蛋白质的结构、功能和相互作用，从而影响细胞的生理过程，如细胞信号传导、基因转录、细胞增殖和凋亡等，在有机体内，磷酸化是蛋白翻译后修饰中最为广泛的共价修饰形式。

而可逆的磷酸化可以导致蛋白质结构和稳定性的改变，蛋白质间的相互作用，酶的活化，或亚细胞定位的改变。对磷酸化蛋白质及其调节酶——激酶和磷酸酶（分别催化磷酸的添加和去除）的研究，为正常和疾病状态下的信号转导通路提供了丰富的信息。

显然，对磷酸化的适当调节对人类健康至关重要，因为多种人类疾病都是由异常的蛋白质磷酸化引起的，包括癌症、神经退行性疾病、炎症性疾病和糖尿病。

因此，针对磷酸调节的治疗方法的发展也是一个巨大的研究领域。

例如，在Imatinib（伊马替尼）成功之后（一种针对慢性髓样白血病中的Bcr-Abl融合蛋白的激酶抑制剂）相继有多种激酶抑制剂已经获得了监管批准，还有许多正在进行临床试验。尽管取得了这些成功，但对磷酸化对细胞信号传导的影响仍有许多待学习的地方。

Imatinib分子结构式

在基因组时代，我们对蛋白质磷酸化的影响和程度的认识得到了显著扩展，大规模的蛋白质组学方法使得可以全面研究磷酸化，包括细胞通路之间的整合和交流。人类基因组包含518种激酶，其中包括428种磷酸化丝氨酸和苏氨酸的激酶以及90种磷酸化酪氨酸的激酶。基因组中编码的磷酸酶数量较少，为147种，其中包括40种丝氨酸/苏氨酸磷酸酶和107种酪氨酸磷酸酶（并非所有都是活性酶）。

在典型的真核细胞中，估计有约700,000个可磷酸化的残基。磷酸氨基酸分析以及全局磷酸蛋白质组学分析表明，蛋白质磷酸化主要发生在丝氨酸残基上，约占位点的85％，而苏氨酸和酪氨酸磷酸化相对较少（分别约占位点的15％和2％）。目前已有研究对多种细胞刺激、细胞系和疾病状态下的调节磷酸化事件进行了全面的表征。

TargetMol 激酶抑制剂库 包含了2230种激酶抑制剂，可用于特定靶向激酶，可用于高通量筛选和高内涵筛选；

参考文献：

St-Denis N, Gingras AC. Mass spectrometric tools for systematic analysis of protein phosphorylation. Prog Mol Biol Transl Sci. 2012;106:3-32. doi:10.1016/B978-0-12-396456-4.00014-6

KREBS EG, FISCHER EH. Phosphorylase activity of skeletal muscle extracts. J Biol Chem. 1955;216(1):113-120.

The Hallmarks of Cancer, Douglas Hanahan and Robert A. Weinberg, Cell, Vol. 100, 57–70, January 7, 2000. http://www.weizmann.ac.il/home/fedomany/Bioinfo05/lecture6_Hanahan.pdf

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