タンパク質カルボニル化：分子メカニズム、生物学的意味、および分析的アプローチ

タンパク質は、活性酸素種、脂質過酸化由来のアルデヒド、および糖の減少など、多数の反応性種によって酸化的に修飾されます。発散酸化修飾の中で、タンパク質のアミノ酸側鎖へのアルデヒド、ケトン、ラクタムなどのカルボニル基の導入は、タンパク質への酸化的損傷の主要な特徴であり、「タンパク質カルボニル化」と呼ばれます。タンパク質カルボニルの検出と定量化は、一般的に行われ、細胞損傷、老化、およびいくつかの年齢関連障害の文脈における酸化ストレスのレベルを決定します。このレビューは、タンパク質カルボニル化の分子メカニズムと生物学的意味に焦点を当てており、カルボニル化タンパク質を決定および特性化するための現在の分析的アプローチも提示します。

Proteins are oxidatively modified by a large number of reactive species including reactive oxygen species, lipid peroxidation-derived aldehydes, and reducing sugars. Among divergent oxidative modifications, the introduction of carbonyl groups such as aldehyde, ketone, and lactam into the amino acid side chains of proteins is a major hallmark for oxidative damage to proteins, and is termed "protein carbonylation". Detection and quantification of protein carbonyls are commonly performed to determine the level of oxidative stress in the context of cellular damage, aging, and several age-related disorders. This review focuses on the molecular mechanisms and biological implications of protein carbonylation, and also presents current analytical approaches for determining and characterizing carbonylated proteins.