As modificações pós-traducionais (MPTs) são alterações químicas covalentes que ocorrem nas proteínas após terem sido sintetizadas pelo ribossomo. As MPTs expandem enormemente a diversidade funcional do proteoma ao alterar a atividade, localização, estabilidade e interações das proteínas.

Tipos Comuns de Modificações Pós-Traducionais

Fosforilação

A fosforilação é a adição de um grupo fosfato a resíduos de serina, treonina ou tirosina por proteínas quinases. É uma das MPTs mais comuns e importantes, atuando como um interruptor molecular que regula a atividade enzimática, a transdução de sinal e as interações proteína-proteína. As fosfatases removem grupos fosfato, proporcionando reversibilidade.

Glicosilação

A glicosilação é a ligação de cadeias de carboidratos às proteínas. Na glicosilação ligada a N, os açúcares são ligados a resíduos de asparagina. Na glicosilação ligada a O, eles são ligados a serina ou treonina. A glicosilação afeta o dobramento, a estabilidade e o reconhecimento célula-célula das proteínas. É especialmente importante para proteínas de membrana e secretadas.

Ubiquitinação

A ubiquitinação é a ligação da ubiquitina — uma pequena proteína reguladora — a resíduos de lisina. Uma cadeia de quatro ou mais moléculas de ubiquitina marca a proteína para degradação pelo proteassomo. A monoubiquitinação pode alterar a localização e atividade da proteína. Esta modificação é central para a renovação proteica e o controle de qualidade.

Acetilação

A acetilação é a adição de um grupo acetil a resíduos de lisina (em histonas) ou ao N-terminal das proteínas. A acetilação de histonas relaxa a estrutura da cromatina, promovendo a expressão gênica. A acetilação N-terminal afeta a estabilidade e o direcionamento das proteínas.

Metilação

A metilação é a adição de grupos metil a resíduos de lisina e arginina, mais comumente em histonas. Dependendo do resíduo específico e do grau de metilação, pode ativar ou reprimir a expressão gênica. A metilação de arginina também está envolvida no processamento de RNA e na transdução de sinal.

Formação de Pontes Dissulfeto

As pontes dissulfeto formam-se entre resíduos de cisteína em ambientes oxidantes como o retículo endoplasmático. Estas ligações cruzadas covalentes estabilizam a estrutura terciária e quaternária das proteínas, particularmente em proteínas secretadas e extracelulares.

Outras Modificações

Muitas outras MPTs existem, incluindo lipidação (ligação de grupos lipídicos para ancoragem na membrana), SUMOilação (semelhante à ubiquitinação, mas regula a função em vez da degradação), nitrosilação e hidroxilação. A espectrometria de massas é a principal ferramenta para identificar e caracterizar MPTs.