Protein Modification and Autophagy Activation

磷酸化 生物化学 瓜氨酸化 化学 自噬相关蛋白13 乙酰化 相扑蛋白 细胞生物学 蛋白质磷酸化 自噬 泛素 棕榈酰化 酪氨酸磷酸化 生物 蛋白激酶A 精氨酸 瓜氨酸 氨基酸 半胱氨酸 基因 细胞凋亡
作者
Rui Wang,Guanghui Wang
出处
期刊:Advances in Experimental Medicine and Biology 卷期号:: 237-259 被引量:42
标识
DOI:10.1007/978-981-15-0602-4_12
摘要

Protein modification refers to the chemical modification of proteins after their biosynthesis, which is also called posttranslational modification (PTM). PTM causes changes in protein properties and functions. PTM includes an attachment of addition of functional groups, such as methylation, acetylation, glycosylation and phosphorylation; a covalent coupling of small peptides or proteins, such as ubiquitination and SUMOylation; or chemical changes in amino acids, such as citrullination (conversion of arginine to citrulline). Protein modification plays an important role in cellular processes. Since a protein can be modified in different ways, such as acetylation, methylation and phosphorylation, the functions of proteins are different under different modification states. Moreover, the same modification at different sites may have completely different effects on protein function. For example, phosphorylation at some sites in a protein may lead to a functional activation, while phosphorylation at other sites may cause an inhibition of the functions. Thus, different modifications, combinations and sites changes lead to different functional regulations of a protein, resulting in different effects in the cells. In autophagy, PTMs are widely involved in the regulation of autophagy, including ubiquitination, phosphorylation and acetylation. Ubiquitination is the covalent conjugation of ubiquitin to the substrates through a series of enzymes. Phosphorylation refers to an attachment of a phosphoryl group into a protein, primarily on serine, threonine and tyrosine, which is catalyzed by the kinases. Phosphorylation, a common modification, regulates protein function and localization. Phosphorylation in autophagy regulates the activity of autophagy-associated proteins and the initiation and progression of autophagy by regulating signaling pathways. Acetylation means the addition of acetyl groups onto lysine or N-terminal segment of target proteins through acetyltransferases. Acetylation and deacetylation are both involved in the regulation of autophagy initiation and selective autophagy by controlling the acetylation level of important proteins in the autophagy process. In this chapter, we will focus on the regulation of ubiquitination and phosphorylation in autophagy.
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