病毒异戊二烯化修饰及生物学功能研究进展

王 俊，吴海燕，宋影影，刘英楠，陈鸿军

（中国农业科学院上海兽医研究所，上海 200241）

1 概述

蛋白质异戊二烯化修饰是将15个碳原子的法尼基（C15H25）或20个碳原子的香叶基（C15H23）不可逆地共价连接到蛋白质的C基末端半胱氨酸上的一种翻译后修饰[1]。被修饰的蛋白质其C基末端都含有一个保守的CAAX模体，其中C为半胱氨酸，A为疏水性氨基酸，X为任意氨基酸。最近研究证明：C基末端含有延伸的CXXXX和缩短的CXX模体的蛋白也可能是非经典的异戊二烯化修饰酶的底物[2-3]。一般而言，连接异戊烯基的蛋白，其羧基端的CAAX结构中的AAX可以被CAAX蛋白内切酶切割，随后羧基被甲基化修饰（GGTase-2修饰的蛋白不被切割和甲基化）。甲羟戊酸途径和蛋白质异戊二烯化修饰通路如图1所示。

图1 甲羟戊酸途径和蛋白质异戊二烯化修饰通路Fig.1 Mevalonate pathway and protein prenylation

蛋白质的异戊二烯化修饰分别由相应的转移酶FTase和GGTase（GGTase-1、GGTase-2和GGTase3）催化完成[4]。FTase和GGTase-1均为异二聚体，由α亚基和β亚基构成，α亚基由同一个基因FNTA编码，β亚基分别由FNTB和PGGT1B编码。这两种酶识别C末端含有CAAX基序的蛋白质，其中C为半胱氨酸，A为脂肪族氨基酸，X为任意氨基酸。X残基决定了底物蛋白质被法尼基化还是香叶基化。当X为丝氨酸、甲硫氨酸、丙氨酸或谷氨酰胺时，蛋白质发生法尼基化。当X为亮氨酸或异亮氨酸时，蛋白质发生香叶基化。究竟发生哪种修饰，并不是绝对的。例如：当X为苯丙氨酸时，蛋白质既能发生法尼基化，也能发生香叶基化。当某种异戊二烯含量有限时，两种修饰也可能发生互换。例如：当用FTI抑制FTase时，K-Ras蛋白可以发生香叶基化修饰。……