Modificações Pós-Traducionais

Modificações pós-traducionais são alterações químicas covalentes feitas a uma proteína após a sua síntese. Ao adicionar grupos químicos (como fosfato ou cadeias de açúcar), anexar outras proteínas (como ubiquitina) ou clivar a cadeia, a célula pode alterar a atividade, estabilidade, localização e interações de uma proteína. Essas modificações expandem grandemente a diversidade funcional do proteoma além do que o genoma codifica diretamente.

Definition

Modificações pós-traducionais são alterações covalentes de uma proteína catalisadas por enzimas após a sua síntese, incluindo a adição de pequenos grupos químicos, a ligação de açúcares ou outras proteínas, e a clivagem proteolítica, que modulam a atividade, localização, estabilidade e interações da proteína.

Scope

Este tópico abrange as principais classes de modificação pós-traducional, incluindo fosforilação, glicosilação, ubiquitinação, acetilação, metilação, lipidação e processamento proteolítico, e como elas regulam a função proteica. É uma referência molecular e não fornece aconselhamento clínico.

Core questions

• Como um conjunto fixo de produtos génicos pode produzir uma gama muito maior de funções proteicas?
• Quais grupos químicos são adicionados às proteínas e a quais aminoácidos?
• Como as modificações reversíveis atuam como interruptores moleculares?
• Como uma modificação altera o destino de uma proteína dentro da célula?

Key concepts

• Diversificação do proteoma
• Fosforilação (quinases e fosfatases)
• Glicosilação (N-ligada e O-ligada)
• Ubiquitinação
• Acetilação e metilação
• Lipidação
• Processamento proteolítico
• Modificação reversível como um interruptor molecular

Mechanisms

Enzimas dedicadas anexam ou removem grupos químicos em cadeias laterais de aminoácidos específicas. A fosforilação por quinases (e remoção por fosfatases) fornece um interruptor rapidamente reversível que alterna a atividade e a sinalização. A glicosilação adiciona cadeias de açúcar, predominantemente no retículo endoplasmático e no Golgi, moldando o dobramento, a estabilidade e o reconhecimento (Varki, 1993). A ubiquitinação anexa a pequena proteína ubiquitina para marcar substratos para destinos que incluem a degradação (Hershko & Ciechanover, 1998). A acetilação, metilação, lipidação e processamento proteolítico ajustam ainda mais a atividade, localização e interações, de modo que um único produto génico pode existir em muitas formas funcionalmente distintas (Walsh et al., 2005).

Clinical relevance

Como modificações como a fosforilação e a ubiquitinação regulam a sinalização, o crescimento e a renovação proteica, a sua desregulação é estudada em muitas doenças, e os ensaios de deteção de modificações são usados em pesquisa e diagnóstico. Esta entrada descreve os mecanismos e o seu significado geral e não é um guia para diagnóstico ou tratamento individual.

History

A descoberta da fosforilação proteica reversível em meados do século XX, reconhecida pelo Prémio Nobel de Fisiologia ou Medicina de 1992, estabeleceu a modificação como um mecanismo de controlo. A caracterização da glicosilação e do sistema de ubiquitina (Hershko & Ciechanover, 1998) ampliou o quadro, e levantamentos sistemáticos posteriormente enquadraram a diversidade química completa das modificações como uma importante fonte de complexidade do proteoma (Walsh et al., 2005).

Key figures

• Christopher Walsh
• Edmond Fischer
• Edwin Krebs
• Aaron Ciechanover
• Avram Hershko

Seminal works

• walsh-2005
• hershko-1998

Frequently asked questions

Por que as modificações pós-traducionais são importantes se o gene já especifica a proteína?

O gene especifica a sequência de aminoácidos, mas as modificações alteram o que essa proteína faz, para onde vai e quanto tempo dura. Elas permitem que um produto génico assuma muitas formas funcionais e responda rapidamente a sinais.

As modificações pós-traducionais são permanentes?

Muitas são reversíveis. A fosforilação, por exemplo, pode ser adicionada e removida, atuando como um interruptor, enquanto outras, como a clivagem proteolítica, não são revertidas.