Cơ chế:
NMT xúc tác phản ứng chuyển nhóm myristoyl từ myristoyl-CoA sang nhóm α-amino của glycine ở đầu N-terminal của protein đích. Liên kết được hình thành là một liên kết amide. Điều kiện tiên quyết để xảy ra myristoyl hóa là sự hiện diện của glycine ở vị trí N-terminal sau khi methionine khởi đầu bị loại bỏ. Một số protein có thể được myristoyl hóa ở dư lượng lysine bên trong chuỗi polypeptide, mặc dù cơ chế này ít phổ biến hơn. Việc myristoyl hóa thường xảy ra đồng thời với quá trình dịch mã hoặc ngay sau đó.
Chức năng của Myristoyl hóa
Myristoyl hóa đóng vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh chức năng và định vị của protein. Do bản chất kỵ nước của nhóm myristoyl, nó thường hỗ trợ:
- Liên kết màng: Myristoyl hóa giúp protein liên kết với màng tế bào, đặc biệt là màng sinh chất, màng Golgi và màng lưới nội chất. Tuy nhiên, liên kết này thường yếu và có thể được điều chỉnh bởi các yếu tố khác như tương tác protein-protein hoặc các biến đổi sau dịch mã khác (ví dụ: phosphoryl hóa).
- Định vị dưới tế bào: Myristoyl hóa có thể hướng protein đến các vị trí dưới tế bào cụ thể.
- Tương tác protein-protein: Nhóm myristoyl có thể hoạt động như một điểm neo cho các tương tác protein-protein.
- Ổn định protein: Trong một số trường hợp, myristoyl hóa có thể tăng cường sự ổn định của protein.
Ví dụ về protein được myristoyl hóa:
Nhiều protein quan trọng được myristoyl hóa, bao gồm:
- Protein Src: Một họ tyrosine kinase tham gia vào quá trình truyền tín hiệu tế bào.
- c-Abl: Một tyrosine kinase khác liên quan đến bệnh bạch cầu.
- Protein Gag của HIV-1: Đóng vai trò thiết yếu trong quá trình lắp ráp và nảy chồi của virus.
- Một số protein G: Tham gia vào quá trình truyền tín hiệu qua trung gian thụ thể.
- Calcineurin: Một phosphatase calmodulin phụ thuộc canxi.
Ý nghĩa y học
Do vai trò của protein được myristoyl hóa trong nhiều quá trình tế bào quan trọng, NMT đã trở thành mục tiêu tiềm năng cho việc phát triển thuốc, đặc biệt là trong điều trị ung thư và các bệnh nhiễm trùng do virus. Ức chế NMT có thể ngăn chặn sự myristoyl hóa của các protein thiết yếu cho sự tăng trưởng và sao chép của tế bào ung thư hoặc virus. Điều này mở ra tiềm năng cho các liệu pháp nhắm mục tiêu mới, hạn chế tác dụng phụ so với các phương pháp điều trị ung thư truyền thống.
Tóm lại
Myristoyl hóa là một biến đổi protein sau dịch mã quan trọng có vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh chức năng và định vị của protein. Hiểu biết về quá trình này có ý nghĩa quan trọng trong việc nghiên cứu sinh học tế bào và phát triển các phương pháp điều trị bệnh mới.
Các phương pháp nghiên cứu Myristoyl hóa
Một số phương pháp được sử dụng để nghiên cứu myristoyl hóa bao gồm:
- Đánh dấu trao đổi chất bằng axit myristic phóng xạ: Kỹ thuật này sử dụng axit myristic được đánh dấu phóng xạ (ví dụ: [³H]-myristate) để theo dõi sự kết hợp của myristate vào protein.
- Khối phổ: Phương pháp này cho phép xác định và định lượng các protein được myristoyl hóa.
- Đột biến vị trí: Thay thế glycine ở vị trí N-terminal bằng một axit amin khác có thể được sử dụng để nghiên cứu tầm quan trọng của myristoyl hóa đối với chức năng protein.
- Ức chế NMT: Các chất ức chế NMT có thể được sử dụng để nghiên cứu tác động của việc ức chế myristoyl hóa lên các quá trình tế bào.
- Mô phỏng động lực học phân tử: Kỹ thuật tính toán này có thể được sử dụng để nghiên cứu sự tương tác của nhóm myristoyl với màng và các protein khác.
Sự khác biệt giữa Myristoyl hóa và Palmitoyl hóa
Mặc dù cả myristoyl hóa và palmitoyl hóa đều liên quan đến việc gắn axit béo vào protein, nhưng có một số điểm khác biệt quan trọng:
- Chiều dài chuỗi axit béo: Myristoyl hóa liên quan đến axit myristic ($C_{14}$), trong khi palmitoyl hóa liên quan đến axit palmitic ($C_{16}$).
- Loại liên kết: Myristoyl hóa thường liên quan đến liên kết amide với glycine N-terminal, trong khi palmitoyl hóa thường liên quan đến liên kết thioester với cysteine.
- Tính thuận nghịch: Myristoyl hóa thường không thuận nghịch, trong khi palmitoyl hóa có thể thuận nghịch và hoạt động như một cơ chế điều hòa.
- Vị trí gắn: Myristoyl hóa thường xảy ra ở đầu N-terminal, trong khi palmitoyl hóa có thể xảy ra ở các vị trí khác nhau trong protein.
Myristoyl hóa trong bệnh lý
Myristoyl hóa đóng một vai trò trong một số bệnh, bao gồm:
- Ung thư: Myristoyl hóa của một số oncoprotein (protein gây ung thư) là điều cần thiết cho hoạt động của chúng.
- Bệnh nhiễm trùng do virus: Nhiều virus, bao gồm HIV và virus viêm gan C, dựa vào myristoyl hóa để sao chép.
- Bệnh Alzheimer: Có bằng chứng cho thấy myristoyl hóa có thể đóng một vai trò trong sự phát triển của bệnh Alzheimer.