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羟腐胺赖氨酸修饰hypusination知多少?

更新时间:2026-02-09   点击次数:64次

2026年1月21日,美国约翰霍普金斯大学Erika L. Pearce、Daniel J. Puleston团队,在国际期刊Nature发表了题为“The transition from monocyte to tissue-resident macrophage requires DHPS"的研究性论文。该研究表明,deoxyhypusine synthase(DHPS),一种介导依赖精胺的 eIF5A 翻译因子hypusine 修饰的酶,对组织定居巨噬细胞(Tissue-resident macrophages:RTM) 的分化和维持是必需的。

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多胺(Polyamines)是一类含有两个或多个氨基的脂肪族含氮化合物,主要包括以下三种:‌腐胺‌(Putrescine, Put),‌亚精胺‌(Spermidine, Spd),‌精胺‌(Spermine, Spm)。其生物合成以鸟氨酸和精氨酸为前体,通过鸟氨酸脱羧酶与精氨酸脱羧酶催化生成腐胺,后续经氨丙基转移形成亚精胺和精胺。多胺通过正电荷氨基与核酸结合参与DNA/RNA稳定及细胞调控。‌

亚精胺(Spermidine),是显微镜之父的列文虎克于1678年在观察精液(Sperm)样本的过程中发现。200年后被德国科学家Ladanburg正式命名Spermidine。亚精胺(Spermidine)是真核翻译起始因子5A (eIF5A)保守赖氨酸(K50)残基羟丁赖氨酸修饰(hypusination)的关键前体。Hypusine于1971年First从牛脑提取物中分离出来。Hypusine是真核翻译起始因子5A (eIF5A)赖氨酸残基通过脱氧hypusine合酶(DHPS) 和脱氧hypusine羟化酶(DOHH) 的酶促反应生成的。elF5A是目前已知的在保守赖氨酸残基处进行翻译后修饰生成Hypusine的only蛋白。


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多胺生物合成与eIF5a羟脯氨酸化途径



‌羟腐胺赖氨酸化‌(Hypusination)是一种独特且保守的翻译后修饰,主要发生在真核生物翻译起始因子5A(eIF5A)的一个特定赖氨酸残基上。这一过程对于eIF5A的功能激活至关重要,并在多种细胞生理和病理过程中扮演关键角色。

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羟腐胺赖氨酸化‌(Hypusination)的生化过程

Hypusination是一个两步酶促反应:

首先:由‌脱氧hypusine合成酶‌(DHPS)催化,将多胺‌亚精胺‌(spermidine)的氨基丁基部分转移至eIF5A前体蛋白的赖氨酸残基(Lys50)上,形成中间体。

然后:由‌脱氧hypusine羟化酶‌(DOHH)催化,对中间体进行羟化,最终形成成熟的‌hypusine‌(Nε-[4-氨基-2-羟基丁基]-赖氨酸)修饰。‌

羟腐胺赖氨酸化‌(Hypusination)的生物学功能与意义

Hypusination修饰的eIF5A(hypusinated eIF5A)并非直接参与翻译起始,而是作为‌核糖体启动器,特别有助于解决mRNA翻译过程中因多聚脯氨酸序列(PPT)等结构导致的‌核糖体停滞‌,从而促进特定蛋白质的高效合成。‌


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