La modificación postraduccional ( PTM ) se refiere a la modificación covalente y generalmente enzimática de proteínas después de la biosíntesis de proteínas . Las proteínas son sintetizadas por ribosomas que traducen el ARNm en cadenas polipeptídicas, que luego pueden sufrir PTM para formar el producto proteico maduro. Los PTM son componentes importantes en la señalización celular , como por ejemplo cuando las prohormonas se convierten en hormonas .
Las modificaciones post-traduccionales pueden ocurrir en los amino ácidos cadenas laterales o al de la proteína C- o N- terminales. [1] Pueden ampliar el repertorio químico de los 20 aminoácidos estándar modificando un grupo funcional existente o introduciendo uno nuevo como el fosfato . La fosforilación es un mecanismo muy común para regular la actividad de las enzimas y es la modificación postraduccional más común. [2] Muchas proteínas eucariotas y procariotas también tienen moléculas de carbohidratos unidas a ellas en un proceso llamado glicosilación., que puede promover el plegamiento de proteínas y mejorar la estabilidad, además de cumplir funciones reguladoras. La unión de moléculas de lípidos , conocida como lipidación , a menudo se dirige a una proteína o parte de una proteína adherida a la membrana celular .
Otras formas de modificación postraduccional consisten en escindir enlaces peptídicos , como procesar un propéptido a una forma madura o eliminar el residuo de metionina iniciador . La formación de enlaces disulfuro a partir de residuos de cisteína también puede denominarse modificación postraduccional. [3] Por ejemplo, la hormona peptídica insulina se corta dos veces después de que se forman los enlaces disulfuro y se elimina un propéptido de la mitad de la cadena; la proteína resultante consta de dos cadenas polipeptídicas conectadas por enlaces disulfuro.
Algunos tipos de modificación postraduccional son consecuencia del estrés oxidativo . La carbonilación es un ejemplo que se dirige a la proteína modificada para su degradación y puede resultar en la formación de agregados de proteínas. [4] [5] Se pueden usar modificaciones específicas de aminoácidos como biomarcadores que indican daño oxidativo. [6]
Los sitios que a menudo sufren modificaciones postraduccionales son aquellos que tienen un grupo funcional que puede servir como nucleófilo en la reacción: los grupos hidroxilo de serina , treonina y tirosina ; las formas amínicas de lisina , arginina e histidina ; el anión tiolato de cisteína ; los carboxilatos de aspartato y glutamato ; y los terminales N y C. Además, aunque la amida de asparaginaes un nucleófilo débil, puede servir como punto de unión para los glucanos . Pueden ocurrir modificaciones más raras en las metioninas oxidadas y en algunos metilenos en las cadenas laterales. [7]
La modificación postraduccional de proteínas se puede detectar experimentalmente mediante una variedad de técnicas, que incluyen espectrometría de masas , transferencia de Eastern y transferencia de Western . Se proporcionan métodos adicionales en las secciones de enlaces externos.