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Chemical and Biochemical Perspectives of Protein Lysine Methylation
Chemical Reviews ( IF 51.4 ) Pub Date : 2018-06-21 00:00:00 , DOI: 10.1021/acs.chemrev.8b00008 Minkui Luo 1, 2
Chemical Reviews ( IF 51.4 ) Pub Date : 2018-06-21 00:00:00 , DOI: 10.1021/acs.chemrev.8b00008 Minkui Luo 1, 2
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Protein lysine methylation is a distinct posttranslational modification that causes minimal changes in the size and electrostatic status of lysine residues. Lysine methylation plays essential roles in regulating fates and functions of target proteins in an epigenetic manner. As a result, substrates and degrees (free versus mono/di/tri) of protein lysine methylation are orchestrated within cells by balanced activities of protein lysine methyltransferases (PKMTs) and demethylases (KDMs). Their dysregulation is often associated with neurological disorders, developmental abnormalities, or cancer. Methyllysine-containing proteins can be recognized by downstream effector proteins, which contain methyllysine reader domains, to relay their biological functions. While numerous efforts have been made to annotate biological roles of protein lysine methylation, limited work has been done to uncover mechanisms associated with this modification at a molecular or atomic level. Given distinct biophysical and biochemical properties of methyllysine, this review will focus on chemical and biochemical aspects in addition, recognition, and removal of this posttranslational mark. Chemical and biophysical methods to profile PKMT substrates will be discussed along with classification of PKMT inhibitors for accurate perturbation of methyltransferase activities. Semisynthesis of methyllysine-containing proteins will also be covered given the critical need for these reagents to unambiguously define functional roles of protein lysine methylation.
中文翻译：
蛋白质赖氨酸甲基化的化学和生化观点
蛋白质赖氨酸甲基化是一种独特的翻译后修饰，可引起赖氨酸残基大小和静电状态的最小变化。赖氨酸甲基化在以表观遗传方式调节靶蛋白的命运和功能中起着重要作用。因此，蛋白质赖氨酸甲基化的底物和程度（游离与单/双/三）在细胞内通过蛋白质赖氨酸甲基转移酶 (PKMT) 和去甲基化酶 (KDM) 的平衡活动协调。它们的失调通常与神经系统疾病、发育异常或癌症有关。含有甲基赖氨酸的蛋白质可以被包含甲基赖氨酸阅读器结构域的下游效应蛋白识别，以传递它们的生物学功能。虽然已经做出许多努力来注释蛋白质赖氨酸甲基化的生物学作用，但在分子或原子水平上揭示与这种修饰相关的机制方面所做的工作有限。鉴于甲基赖氨酸独特的生物物理和生物化学特性，本综述将重点关注化学和生物化学方面以及该翻译后标记的添加、识别和去除。分析 PKMT 底物的化学和生物物理方法将与 PKMT 抑制剂的分类一起讨论，以准确扰动甲基转移酶活性。鉴于对这些试剂明确定义蛋白质赖氨酸甲基化的功能作用的迫切需求，也将涵盖含甲基赖氨酸的蛋白质的半合成。已经做了有限的工作来揭示与分子或原子水平上的这种修饰相关的机制。鉴于甲基赖氨酸独特的生物物理和生物化学特性，本综述将重点关注化学和生物化学方面以及该翻译后标记的添加、识别和去除。分析 PKMT 底物的化学和生物物理方法将与 PKMT 抑制剂的分类一起讨论，以准确扰动甲基转移酶活性。鉴于对这些试剂明确定义蛋白质赖氨酸甲基化的功能作用的迫切需求，也将涵盖含甲基赖氨酸的蛋白质的半合成。已经做了有限的工作来揭示与分子或原子水平上的这种修饰相关的机制。鉴于甲基赖氨酸独特的生物物理和生物化学特性，本综述将重点关注化学和生物化学方面以及该翻译后标记的添加、识别和去除。分析 PKMT 底物的化学和生物物理方法将与 PKMT 抑制剂的分类一起讨论，以准确扰动甲基转移酶活性。鉴于对这些试剂明确定义蛋白质赖氨酸甲基化的功能作用的迫切需求，也将涵盖含甲基赖氨酸的蛋白质的半合成。本次审查将侧重于化学和生化方面以及此翻译后标记的添加、识别和去除。分析 PKMT 底物的化学和生物物理方法将与 PKMT 抑制剂的分类一起讨论，以准确扰动甲基转移酶活性。鉴于对这些试剂明确定义蛋白质赖氨酸甲基化的功能作用的迫切需求，也将涵盖含甲基赖氨酸的蛋白质的半合成。本次审查将侧重于化学和生化方面以及此翻译后标记的添加、识别和去除。分析 PKMT 底物的化学和生物物理方法将与 PKMT 抑制剂的分类一起讨论，以准确扰动甲基转移酶活性。鉴于对这些试剂明确定义蛋白质赖氨酸甲基化的功能作用的迫切需求，也将涵盖含甲基赖氨酸的蛋白质的半合成。
更新日期：2018-06-21
中文翻译：
蛋白质赖氨酸甲基化的化学和生化观点
蛋白质赖氨酸甲基化是一种独特的翻译后修饰，可引起赖氨酸残基大小和静电状态的最小变化。赖氨酸甲基化在以表观遗传方式调节靶蛋白的命运和功能中起着重要作用。因此，蛋白质赖氨酸甲基化的底物和程度（游离与单/双/三）在细胞内通过蛋白质赖氨酸甲基转移酶 (PKMT) 和去甲基化酶 (KDM) 的平衡活动协调。它们的失调通常与神经系统疾病、发育异常或癌症有关。含有甲基赖氨酸的蛋白质可以被包含甲基赖氨酸阅读器结构域的下游效应蛋白识别，以传递它们的生物学功能。虽然已经做出许多努力来注释蛋白质赖氨酸甲基化的生物学作用，但在分子或原子水平上揭示与这种修饰相关的机制方面所做的工作有限。鉴于甲基赖氨酸独特的生物物理和生物化学特性，本综述将重点关注化学和生物化学方面以及该翻译后标记的添加、识别和去除。分析 PKMT 底物的化学和生物物理方法将与 PKMT 抑制剂的分类一起讨论，以准确扰动甲基转移酶活性。鉴于对这些试剂明确定义蛋白质赖氨酸甲基化的功能作用的迫切需求，也将涵盖含甲基赖氨酸的蛋白质的半合成。已经做了有限的工作来揭示与分子或原子水平上的这种修饰相关的机制。鉴于甲基赖氨酸独特的生物物理和生物化学特性，本综述将重点关注化学和生物化学方面以及该翻译后标记的添加、识别和去除。分析 PKMT 底物的化学和生物物理方法将与 PKMT 抑制剂的分类一起讨论，以准确扰动甲基转移酶活性。鉴于对这些试剂明确定义蛋白质赖氨酸甲基化的功能作用的迫切需求，也将涵盖含甲基赖氨酸的蛋白质的半合成。已经做了有限的工作来揭示与分子或原子水平上的这种修饰相关的机制。鉴于甲基赖氨酸独特的生物物理和生物化学特性，本综述将重点关注化学和生物化学方面以及该翻译后标记的添加、识别和去除。分析 PKMT 底物的化学和生物物理方法将与 PKMT 抑制剂的分类一起讨论，以准确扰动甲基转移酶活性。鉴于对这些试剂明确定义蛋白质赖氨酸甲基化的功能作用的迫切需求，也将涵盖含甲基赖氨酸的蛋白质的半合成。本次审查将侧重于化学和生化方面以及此翻译后标记的添加、识别和去除。分析 PKMT 底物的化学和生物物理方法将与 PKMT 抑制剂的分类一起讨论，以准确扰动甲基转移酶活性。鉴于对这些试剂明确定义蛋白质赖氨酸甲基化的功能作用的迫切需求，也将涵盖含甲基赖氨酸的蛋白质的半合成。本次审查将侧重于化学和生化方面以及此翻译后标记的添加、识别和去除。分析 PKMT 底物的化学和生物物理方法将与 PKMT 抑制剂的分类一起讨论，以准确扰动甲基转移酶活性。鉴于对这些试剂明确定义蛋白质赖氨酸甲基化的功能作用的迫切需求，也将涵盖含甲基赖氨酸的蛋白质的半合成。
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