posttranslationaaliset

Posttranslationaaliset (engl. posttranslational modifications, PTM:t) ovat kemiallisia modifikaatioita, joita proteiineihin tehdään translataation eli klioutumisen jälkeen. Ne voivat muuttaa proteiinin aktiivisuutta, rakennetta, stabiilisuutta sekä paikallistumista solussa ja vuorovaikutuksia muiden molekyylien kanssa. PTM:t ovat yleisiä eukaryooteilla ja niitä tapahtuu sekä soluliman että endoplasmaksen tai Golgin kaltaisissa järjestelmissä.

Yleisimmät PTM-tyypit ovat muun muassa fosforylaatio (Ser, Thr, Tyr), glykosylaatio (N- ja O-linkitetty), ubiquitinaatio sekä sumoylaatio, asetylaatio ja metylaatio, lipidaatio, proteolyyttinen prosessointi sekä hydroksylaatio ja nitrosylaatio. PTM:t voivat esiintyä yksittäisissä aminohapoissa tai useiden modifikaatioiden yhdistelminä, ja ne voivat olla väliaikaisia tai pysyviä.

Säätely perustuu erityisiin entsyymijärjestelmiin: kinakset lisäävät fosfo rylaatiota, fosfataasit poistavat sen; glykosylaatioon osallistuvat transferaasit, ubiquitinaatioon ja sumoylaatioon liittyvät ligaasit; sekä proteolyyttinen käsittely, joka voi muuttaa proteiinin toiminnallisuutta. PTM:t toimivat kommunikaatiopaikkoina signaalireiteissä, ohjaavat proteiinien vuorovaikutuksia sekä määräävät proteiinien hajotusta tai paikallistumista.

Tutkimusmenetelmät sisältävät massaspektrometriaan perustuvan proteomiikan, PTM-spesifiset immunologiset lähestymistavat sekä enrichments-käytännöt. Top-down- ja bottom-up -strategiat mahdollistavat modifikaatioiden kartoituksen ja siteen määrittämisen.

Merkitys terveydelle on suuri, sillä PTM-muutokset voivat vaikuttaa syöpään, neurodegeneratiivisiin sairauksiin ja aineenvaihduntasairauksiin. Ne ovat myös tärkeitä lääketieteellisiä kohteita, esimerkiksi kinasa-inhibiittoreiden ja deacetylaatio-lääkkeiden kehittämisessä. Haasteina ovat modifikaatioiden tilakoko, heterogeenisyys ja dynaaminen vaihtelu sekä näytteiden monimutkaisuus.