蛋白质瓜氨酸化是指在肽基精氨酸脱亚胺酶（PAD）的催化下，肽链中的精氨酸或甲基精氨酸残基脱亚胺形成瓜氨酸的过程，它是一种常见的蛋白质翻译后修饰，影响组蛋白在内的多种蛋白质。近年来，瓜氨酸化作为基因转录的潜在调节因子引起人们广泛的关注，相关研究已经证明了瓜氨酸化修饰与转录因子的结合、染色质结构的重塑以及基因调控网络建立之间的关联性。

中国科学院天津工业生物技术研究所的田朝光研究员团队在本刊发表了一篇题为“Citrullination in health and disease: From physiological function to gene regulation”的综述文章。文章全面概述了蛋白质瓜氨酸化修饰在基因转录调控中的研究进展，重点介绍了蛋白质瓜氨酸化与其他蛋白质翻译后修饰相互作用的最新研究成果。

文章阐述了瓜氨酸化酶在不同细胞、组织类型、细胞分化阶段及各种生理或病理条件下的表达差异。蛋白质的瓜氨酸化在多种生理过程中发挥重要作用，而这些过程通常由一种或多种PAD同型酶驱动（图1）。PAD酶的正常调控对人体生理健康至关重要，而其功能异常已成为多种疾病的诊断标志，并被视为重要的治疗靶点。

图1 瓜氨酸化在生理和病理过程中的调控（原文中Figure 2）

文章进一步探讨了组蛋白和非组蛋白瓜氨酸化修饰对基因调控的影响，并归纳了不同PAD修饰酶直接作用于转录因子和表观遗传调节因子，进而发挥转录辅助因子的功能来介导mRNA转录调控过程。此外，文章还总结了组蛋白瓜氨酸化修饰与其他表观遗传学修饰方式（如甲基化、乙酰化、去乙酰化和磷酸化）之间的相互作用（图2）。这些修饰在细胞内相互影响，形成了复杂的修饰网络，共同维持了正常的蛋白质功能和细胞过程。

图2 瓜氨酸化修饰与其它修饰之间的串扰（原文中Figure 4）

综上所述，了解PAD介导的蛋白质瓜氨酸化修饰的具体调控机制，包括瓜氨酸化酶的生物化学特性以及其对其它蛋白质翻译后修饰的影响，将有助于揭示这一修饰过程在细胞功能和疾病发生中的作用。

文章来源

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https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352304224001521

引用这篇文章：

Zhang X, Xie G, Rao L, Tian C. Citrullination in health and disease: From physiological function to gene regulation. Genes Dis. 2025;12(4):101355.

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