Las modificaciones postraduccionales (PTMs) son cambios químicos covalentes que ocurren en las proteínas después de haber sido sintetizadas por el ribosoma. Las PTMs expanden enormemente la diversidad funcional del proteoma al alterar la actividad, localización, estabilidad e interacciones de las proteínas.
Tipos Comunes de Modificaciones Postraduccionales
Fosforilación
La fosforilación es la adición de un grupo fosfato a residuos de serina, treonina o tirosina por parte de proteínas quinasas. Es una de las PTMs más comunes e importantes, actuando como un interruptor molecular que regula la actividad enzimática, la transducción de señales y las interacciones proteína-proteína. Las fosfatasas eliminan los grupos fosfato, proporcionando reversibilidad.
Glicosilación
La glicosilación es la unión de cadenas de carbohidratos a las proteínas. En la glicosilación N-ligada, los azúcares se unen a residuos de asparagina. En la glicosilación O-ligada, se unen a serina o treonina. La glicosilación afecta el plegamiento, la estabilidad y el reconocimiento célula-célula de las proteínas. Es especialmente importante para las proteínas de membrana y secretadas.
Ubiquitinación
La ubiquitinación es la unión de ubiquitina — una pequeña proteína reguladora — a residuos de lisina. Una cadena de cuatro o más moléculas de ubiquitina marca la proteína para su degradación por el proteasoma. La monoubiquitinación puede alterar la localización y actividad de la proteína. Esta modificación es central para la renovación proteica y el control de calidad.
Acetilación
La acetilación es la adición de un grupo acetilo a residuos de lisina (en histonas) o al extremo N-terminal de las proteínas. La acetilación de histonas relaja la estructura de la cromatina, promoviendo la expresión génica. La acetilación N-terminal afecta la estabilidad y el direccionamiento de las proteínas.
Metilación
La metilación es la adición de grupos metilo a residuos de lisina y arginina, más comúnmente en histonas. Dependiendo del residuo específico y del grado de metilación, puede activar o reprimir la expresión génica. La metilación de arginina también participa en el procesamiento de ARN y la transducción de señales.
Formación de Puentes Disulfuro
Los puentes disulfuro se forman entre residuos de cisteína en entornos oxidantes como el retículo endoplasmático. Estos enlaces covalentes cruzados estabilizan la estructura terciaria y cuaternaria de las proteínas, particularmente en proteínas secretadas y extracelulares.
Otras Modificaciones
Muchas otras PTMs existen, incluyendo lipidación (unión de grupos lipídicos para anclaje a membrana), SUMOilación (similar a la ubiquitinación pero regula la función en lugar de la degradación), nitrosilación e hidroxilación. La espectrometría de masas es la herramienta principal para identificar y caracterizar PTMs.
