前體蛋白是無活性的，需要通過翻譯后修飾（PTM）才能解鎖繁多的蛋白類型和功能。翻譯后修飾(PTM)是調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)功能的一種極其重要的機制.目前，已知在哺乳動物細(xì)胞蛋白中發(fā)現(xiàn)了600多種修飾。除了磷酸化、糖基化、乙?；⒎核鼗图谆冉?jīng)典的PTMs外，越來越多的新的修飾被發(fā)現(xiàn)，如琥珀?；?、羥丁基化和乳酸?；?，在人類癌癥的治療和預(yù)防方面的應(yīng)用前景有待進(jìn)一步探索。
磷酸化修飾是可逆的，主要發(fā)生在絲氨酸、蘇氨酸或酪氨酸殘基，是目前研究最深入的翻譯后修飾之一。哺乳動物細(xì)胞中約30%的蛋白質(zhì)在一個或多個位點被磷酸化，不適當(dāng)?shù)牡鞍踪|(zhì)磷酸化是許多人類疾病的原因。
糖基化是多種生物環(huán)境中普遍存在的PTM，對蛋白質(zhì)的折疊、構(gòu)象、分布、穩(wěn)定性和活性都有重要影響。
哺乳動物的糖基化主要有兩種類型，以天冬氨酸連接（N-連接）或絲氨酸/蘇氨酸連接（O-連接）寡糖形式存在的碳水化合物是許多細(xì)胞表面和分泌蛋白的主要結(jié)構(gòu)成分。蛋白質(zhì)糖基化的改變可以改變蛋白質(zhì)的構(gòu)象、寡聚和轉(zhuǎn)換，從而導(dǎo)致細(xì)胞信號通路的改變。
下圖展示的是細(xì)胞膜和分泌蛋白的糖基化
泛素是一類分子量為 8 kDa 的多肽。泛素化是指泛素激活酶(e1)、泛素結(jié)合酶(e2)和泛素連接酶(e3)的酶級聯(lián)作用下，泛素(Ub)分子附著在底物蛋白賴氨酸殘基上，產(chǎn)生單泛素化、多泛素化和支化泛素化三種主要類型。這是由去泛素化酶(DUBs)反向調(diào)節(jié)的。除了泛素化，還有一些泛素樣分子，包括SUMO、NEDD8、ISG15、FAT10、ATGs、HUB1和FUB1，它們通過與泛素類似的酶聯(lián)反應(yīng)結(jié)合到它們的底物上。
在乙?；D(zhuǎn)移酶或非酶的催化下，將乙?；鶊F(tuán)轉(zhuǎn)移并添加到蛋白賴氨酸殘基或蛋白N端上的過程。
乙酰化修飾分為2類：蛋白N端的乙?；揎椇偷鞍踪嚢彼岬囊阴；揎?。80- 90% 的真核細(xì)胞蛋白是N-乙?；?，但其確切的生物學(xué)意義仍不清楚。
早期，乙酰化研究主要集中在細(xì)胞核內(nèi)的組蛋白以及其對基因轉(zhuǎn)錄表達(dá)調(diào)控上。許多轉(zhuǎn)錄輔助活化因子都具有乙?；D(zhuǎn)移酶內(nèi)在活性，而轉(zhuǎn)錄輔助抑制因子則與去乙酰酶活性相關(guān)。后來，隨著質(zhì)譜技術(shù)的發(fā)展，發(fā)現(xiàn)在胞質(zhì)或其他細(xì)胞器中大量的非組蛋白存在賴氨酸乙?；揎椀默F(xiàn)象。越來越多的非組蛋白的特定位點乙酰化已被證實可調(diào)節(jié)其活性、定位、特異性相互作用以及穩(wěn)定性/降解。
乙?；且粋€普遍而重要的蛋白質(zhì)翻譯后修飾，不僅集中在對細(xì)胞染色體結(jié)構(gòu)的影響以及對核內(nèi)轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子的激活方面，而且還影響參與細(xì)胞周期和新陳代謝、肌動蛋白聚合控制、腫瘤及多聚谷氨酰胺疾病等方方面面。蛋白質(zhì)乙?；彩墙陙肀姸嗉膊⌒滤庨_發(fā)設(shè)計的有利靶標(biāo)。
蛋白質(zhì)的甲基化主要發(fā)生在賴氨酸或精氨酸殘基上。賴氨酸可以被賴氨酸甲基轉(zhuǎn)移酶(kmt)單甲基化、二甲基化或三甲基化，然后被賴氨酸去甲基化酶(kdm)去除。精氨酸可以被蛋白精氨酸甲基轉(zhuǎn)移酶(PRMTs)單甲基化，也可以被不對稱或?qū)ΨQ二甲基化，這可以被精氨酸去甲基化酶(RMDs)逆轉(zhuǎn)。
蛋白質(zhì)甲基化經(jīng)常與乙酰化并列，因為它們都是常見的表觀遺傳修飾，經(jīng)常發(fā)生在組蛋白上。除組蛋白外，很多種蛋白都能發(fā)生甲基化。蛋白質(zhì)甲基化可能影響蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用，蛋白質(zhì)-DNA或蛋白質(zhì)-RNA相互作用，蛋白質(zhì)穩(wěn)定性，亞細(xì)胞定位或酶活性。許多轉(zhuǎn)錄因子的甲基化修飾可以影響基因表達(dá)。
ADP核糖基化是一種高度保守的PTM，涉及在靶蛋白上添加一個或多個ADP核糖，分為單ADP核糖基化或多ADP核糖基化，也稱為MARylation或PARylation。ADP-核糖化是一種動態(tài)可逆的PTM（翻譯后修飾）系統(tǒng)，借用表觀遺傳調(diào)控中常用的說法，有一套writer、reader、eraser等酶系進(jìn)行調(diào)控。writer即催化形成ADP-核糖化修飾的酶，統(tǒng)稱為ADP-核糖基轉(zhuǎn)移酶（ADP-ribosyl transferase，ADPRT或ART），是一類具有單或多ADP-核糖基轉(zhuǎn)移活性的蛋白質(zhì)。
ADP核糖基化可以改變蛋白質(zhì)的活性、穩(wěn)定性和配體結(jié)合能力，對細(xì)胞功能產(chǎn)生重大影響。細(xì)菌利用單-ADP核糖化防御病毒侵染，也用來對抗宿主免疫系統(tǒng)，甚至作為細(xì)菌毒素攻擊真核宿主細(xì)胞關(guān)鍵分子，在細(xì)胞中產(chǎn)生災(zāi)難性的后果。
