Other Types of Post-translational Modification Proteomics

谷胱甘肽（GSH）是哺乳动物细胞内丰度最高（1-10 mM）的低分子抗氧化剂，对维持细胞氧化还原状态具有重要作用。蛋白质-S-谷胱甘肽化可以由谷胱甘肽S -转移酶 (GST)催化或非酶促反应生成，而逆转由谷氧还蛋白（Glrx）特异性催化，从而在细胞调节中起关键作用。得益于蛋白质组学技术的发展，目前已鉴定出超过2000余种S-谷胱甘肽化修饰的蛋白质。

蛋白质的S-谷胱甘肽修饰可改变蛋白的结构，影响蛋白质的复合体形成以及多种细胞学功能，包括新陈代谢、转录和翻译、蛋白质折叠、自由基清除、细胞周期、运动和细胞凋亡等，且与心脏病、糖尿病、癌症、肺病等疾病以及神经退行性及衰老等紧密相关。

• 应用方向：1、医学/动物方向——肿瘤分子分型、疾病标志物筛选、疾病调控机制、药物靶点研究、生殖发育等；
  2、植物方向——生长发育、抗逆机制、病理等；
  3、食品方向——饲料、农林作物、果蔬、加工食品等安全与检测。

蛋白质中的半胱氨酸残基富含亲核硫原子，是一个极其活跃的氨基酸残基，不仅经常参与酶反应，还可使半胱氨酸发生广泛的翻译后修饰，其功能是作为氧化还原信号和调节的重要介质。蛋白质半胱氨酸氧化修饰由活性氧（ROS）介导，包括二硫键(S-S)形成、S-谷胱甘肽化(SSG)、S-亚硝基化（SNO）、S-亚磺酰化（SOH）以及非氧化还原反应的S-酰化（S-acylation，通常指棕榈酰化）等，这几种半胱氨酸氧化修饰可以被相应的还原剂还原成游离巯基（-SH），这种可逆的修饰可以调节蛋白质的构象和功能，包括基因转录，代谢，信号转导，凋亡，以及蛋白质的运输和亚细胞定位，进而影响细胞生理过程和细胞稳态。

• 应用方向：1、医学/动物方向——肿瘤分子分型、疾病标志物筛选、疾病调控机制、药物靶点研究、生殖发育等；
  2、植物方向——生长发育、抗逆机制、病理等；
  3、食品方向——饲料、农林作物、果蔬、加工食品等安全与检测。

在生物体受到低水平的氧化应激时，蛋白质会发生次磺酸修饰。作为半胱氨酸残基上的一种重要翻译后修饰，其既可作为反应中间体，进一步转化为其它氧化修饰（如二硫键、亚磺酸等），也可直接作为分子开关，可逆地调节蛋白质结构与功能；或者在氧化应激条件下，进一步氧化成基本上不可逆的亚磺酸（-SO2H）或磺酸（-SO3H）。凭借如此多样化的反应性，蛋白质次磺酸修饰的水平不仅可以作为生物系统中氧化还原信号传导的生物标志物，而且对于探索与氧化应激相关的病理学（例如癌症和心血管疾病）具有重要意义。

• 应用方向：1、医学/动物方向——肿瘤分子分型、疾病标志物筛选、疾病调控机制、药物靶点研究、生殖发育等；
  2、植物方向——生长发育、抗逆机制、病理等；
  3、食品方向——饲料、农林作物、果蔬、加工食品等安全与检测。

一氧化氮（NO）作为第二信使通过两种信号传导途径对细胞产生影响，一种是cGMP信号通路，另一种与之平行的信号传导途径就是S-亚硝基化。NO基团与蛋白的半胱氨酸巯基（S端）共价连接形成稳定的亚硝基硫醇，这种蛋白修饰被称为亚硝基化修饰（nitrosylation或S-nitrosylation）。亚硝基化基于氧化还原的信号传导，通过调节酶活性、亚细胞定位或蛋白质-蛋白质相互作用从而影响蛋白质的功能。

• 应用方向：1、医学/动物方向——肿瘤分子分型、疾病标志物筛选、疾病调控机制、药物靶点研究、生殖发育等；
  2、植物方向——生长发育、抗逆机制、病理等；
  3、食品方向——饲料、农林作物、果蔬、加工食品等安全与检测。