Ковалентно связанные регуляторы белка

Многие белки регулируются молекулами, связанными ковалентно, включая функциональные группы, например, метил или ацетил, части молекул и малые белки, такие как убиквитин. Осуществляются ковалентные связи на специальных аминокислотах в полипептидной цепи. Например, фосфатные группы ковалентно связаны с серином, треонином, или тирозином.

Метиловые и ацетильные группы связаны с лизином. А убиквитин связан с. лизиновыми, цистиновыми, сериновыми, или треониновыми остатками.

Фермент или пара ферментов обратимо катализируют эти пост-трансляционные модификации. И ацетилтрансфераза может ацетилизировать белок, в то время как диацетилаза может позднее убрать эту группу. Эти изменения могут подправить функцию белка или локализацию в клетке.

Например, ацетилирование белков гистона регулирует экспрессию генов путём открытия структуры ДНК для активации функции генной транскрипции. Метилирование белков гистона, с другой стороны, известно, как подавляющее транскрипцию путем подтягивания структуры. Другой пример р53, белк-супрессор многих основных опухолей, который претерпевает несколько ковалентных модификаций в ответ на стресс.

Воздействие агентами, повреждающими ДНК, например, ультрафиолетовым и гамма-излучением, может привести к фосфорилированию белка. Фосфорилирование улучшает стабильность и активирует p53, заставляя его связываться с ДНК, повреждённой излучением для клеток с мутировавшей ДНК предотвращает бесконтрольное деление. Помимо фосфорилирования, различные типы модификаций, возникающих в одиночной белковой молекуле, такой как p53, позволяет ему точно контролировать функции, такие, как остановка клеточного цикла, ремонт ДНК и апоптоз клетки.