细菌中色氨酸的翻译后异戊二烯化

翻译后异戊二烯化通常被认为是肽中的半胱氨酸残基和真核生物中蛋白质的硫醇基团的通用修饰。相比之下，芽孢杆菌群体感应肽信息素，即ComX信息素，具有翻译后修饰的色氨酸残基，并且色氨酸残基在γ位置与香叶基或法呢基异构化，形成三环骨架，其携带新形成的吡咯烷，类似于脯氨酸。还报道了来自蓝细菌的环肽（kawaguchipeptin A）的两个色氨酸残基的翻译后二甲基化反应。有趣的是，kawaguchipeptin A的修饰的色氨酸残基具有与ComX信息素相同的支架，但具有相反的立体化学。该综述强调了色氨酸的生物合成途径和翻译后异戊二烯化。特别是，最近对肽修饰酶的研究进行了讨论。

关键词： 枯草芽孢杆菌 ; 异戊二烯; 翻译后修饰; 群体感应; 色氨酸

翻译后修饰是蛋白质从mRNA翻译成由核糖体合成的相应多肽链后的化学修饰。由于翻译后修饰在由20个正常氨基酸残基组成的核糖体合成蛋白质中产生新的氨基酸残基，因此增加了普通蛋白质的结构多样性。另外，缺乏修饰的新合成蛋白质通常不能发挥成熟蛋白质的功能。因此，翻译后修饰动态调节蛋白质的生物活性。在过去的几十年中发现了新的修饰，揭示了许多翻译后修饰模式，包括异戊二烯化[1,2]。该综述将讨论细菌中色氨酸的翻译后异戊二烯化。特别是，本次审查将重点关注我们此前发表对该主题的评论时尚未提供的当前发现。

半胱氨酸的翻译后异戊二烯化

翻译后异戊二烯化通常被称为肽和蛋白质中C-末端半胱氨酸残基的硫醇基团的法呢基化或香叶基香叶基化[4-7]。半胱氨酸的异戊二烯化首先在担子菌酵母的肽信息素中发现[8-10]。两种肽信息素，tremerogen A-10和tremerogen a-13，分别由银耳的酵母形单倍体A型和a型细胞分泌（图1A）。Tremerogen A-10是含有羟基法呢基C-末端半胱氨酸甲酯的十肽，而tremerogen a-13是含有法呢基化C-末端半胱氨酸的十三肽（图1B）[9,10]。每种信息素通过形成用于交配的缀合管使相反类型的细胞诱导异型细胞的相互缀合。对tremerogen A-10的结构 - 活性关系研究表明，氨基酸序列和疏水侧链都是引发共轭管形成的必要条件[11]。此后不久，前体肽中半胱氨酸异戊二烯化的共有序列被鉴定为CaaX基序，其中“a”是指脂肪族氨基酸，“X”是指适当的氨基酸，取决于其类型。修饰酶（图1C）[4-7]。因此，在异戊二烯化肽和蛋白质生物合成的过程中，CaaX基序的半胱氨酸残基被异戊二烯基转移酶异构化，然后处理最后三个氨基酸，通常用所得C-末端异戊二烯半胱氨酸的甲基酯化。考虑到共有序列，多种生物可以产生异戊二烯化的肽和蛋白质。随后，基于共有序列从各种生物中鉴定出许多异戊二烯化的肽和蛋白质，例如包括人癌基因产物K-Ras的G蛋白（图1C）。由于K-Ras诱导的肿瘤生长高度依赖于法尼基化，因此K-Ras法呢基转移酶作为抗癌治疗的靶蛋白引起了人们的极大关注[12]。。翻译后异戊二烯化现在被认为在真核生物中是普遍的，并且在蛋白质功能中起重要作用。