蛋白质磷酸化(Protein phosphorylation) 是生物界最普遍,也是最重要的一种蛋白质翻译后修饰(Post2translational modifications ,PTMs) ,20 世纪50 年代以来一直被生物学家看作是一种动态的生物调节过程在细胞中,大约有1/ 3 的蛋白质被认为是经过磷酸化修饰的[1 ] 在人类基因组中,大约有2 %的基因编码了500 种激酶和100 种磷酸酶[2 ] 蛋白质磷酸化和去磷酸化是原核和真核生物细胞表达调控的关键环节,对许多生物的细胞功能起开关调控作用,是一种普遍的重要调节机制 因此,蛋白质磷酸化的分析和磷酸化位点的鉴定已成为目前蛋白质组学研究的焦点之一磷酸化蛋白质根据其磷酸氨基酸残基的不同大致可分为四类,即:O2磷酸盐、N2磷酸盐、酰基磷酸盐和S2磷酸盐O2磷酸盐是通过羟氨基酸的磷酸化形成的,如丝氨酸、苏氨酸或酪氨酸,羟脯氨酸或羟赖氨酸磷酸化仍不清楚;N2磷酸盐是通过精氨酸、赖氨酸或组氨酸的磷酸化形成的;酰基磷酸盐是通过天冬氨酸或谷氨酸的磷酸化形成;而S2磷酸盐通过半胱氨酸磷酸化形成蛋白质磷酸化具有以下功能: (1) 磷酸化参与酶作用机制,在此过程磷酸化为反应性中间产物(多为S2或N2磷酸盐) ,如在磷酸烯醇型丙酮酸羧激酶依赖的磷酸转移酶系统( PTR) 的组氨酸蛋白激酶(HPr) ; (2) 磷酸化介导蛋白活性,蛋白分子通过蛋白激酶发生磷酸化,如蛋白激酶A(丝氨酸和苏氨酸残基) 或不同的受体酪氨酸激酶(酪氨酸残基) ; (3) 天冬氨酸、谷氨酸和组氨酸的磷酸化在细菌趋化反应的感觉性传导中发生解离蛋白质的磷酸化和去磷酸化过程调节着细胞信号转导、细胞分化和细胞生长等几乎所有的生命活动过程,因此,被生动形象的描述为细胞生理活动的分子开关 蛋白质在蛋白激酶作用下发生磷酸化,在磷酸酶的作用下去磷酸化 不同的蛋白激酶可识别和修饰不同蛋白质的不同位点 这就扩大了磷酸化蛋白质研究的复杂性,从而使磷酸化蛋白质成为蛋白质翻译后修饰研究的热点 大量实验表明:改变生物的生长环境,可诱导出生物体内的蛋白质磷酸化现象的发生,从而导致细胞内蛋白质的组成和数量发生变化,最终使生物体的生理状态发生改变 因此,当细胞中的蛋白激酶或磷酸酶的活性受到抑制或过表达时,蛋白质磷酸化过程就会紊乱,从而导致细胞周期调控异常 因此,肿瘤的形成与蛋白质的磷酸化异常有很大相关性 换句话说,蛋白质磷酸化的分子机制对于癌症等重大疾病的研究具有相当的指导意义 这也就使其当之无愧地成为了生物学研究领域中的热点