乙醯化與家蠶,不能不說的那點事

2021-02-13 精準醫學與蛋白組學

在蛋白組學著名期刊《Proteomics》最近發表的一篇研究中，來自浙江理工大學和景傑生物科技的研究人員首次在鱗翅類昆蟲中鑑定出了蛋白質乙醯化修飾，並且通過乙醯化高通量蛋白組學分析技術突破性的發現了大量賴氨酸乙醯化位點。

賴氨酸乙醯化是一種典型的蛋白質翻譯後修飾，最先在組蛋白中被發現。所以，起初的賴氨酸乙醯化研究一直集中於組蛋白領域，研究人員發現這種修飾能夠調節很多細胞功能，例如基因表達、核染色質重構和細胞周期。直到最近十年，賴氨酸乙醯化才被證明能夠發生在除了組蛋白的其他蛋白質中，而且同樣能夠影響許多細胞內的調控過程。這些發現在很大程度上改變了人們對於蛋白質乙醯化修飾的認識，而且，隨著以質譜為基礎的蛋白組學的發展，以及iTRAQ、SILAC、label-free等蛋白定量技術逐漸被研究人員所接受，加之高靈敏度的質譜儀的面世，乙醯化修飾的研究已經進入了蛋白質組學水平。

在中國，養蠶的歷史可以追溯到五千年前，養蠶業造就了中國輝煌的絲綢文明。如今，在生物學領域中，家蠶（Bombyx mori）已經被作為研究分子遺傳學和基因組學的理想模型物種。然而，家蠶仿佛被賴氨酸乙醯化修飾的研究所忽略了——之前沒有任何關於家蠶中乙醯化修飾組學的文章發表，甚至沒有關於昆蟲類的。這項成果是鱗翅類昆蟲中第一個乙醯化修飾組分析，是乙醯化修飾組學在昆蟲研究中的一大突破。

在這項研究中，研究人員從家蠶（Bombyx mori）中提取出蛋白，進行酶解和抗體富集（anti-acetyl-lysine pan antibody, PTM Biolabs）之後，目標肽段經過納米高效液質聯用分析。研究人員從家蠶中找到342個乙醯化蛋白，其中667個賴氨酸乙醯化位點。通過對乙醯化位點附近胺基酸基序（motifs）的分析，在該位點的正鄰位研究人員發現了大量的芳香族胺基酸酪氨酸和苯丙氨酸以及組氨酸，在間位發現了大量的苯丙氨酸，證明了賴氨酸乙醯化發生於某些特定的胺基酸基序，而且這樣的基序同樣出現在其它物種中，比如黑腹果蠅、副溶血性弧菌和大腸桿菌。之後的功能分析發現蛋白質乙醯化修飾能夠調節家蠶的能量代謝、營養物質的儲存和運輸，對於幼蟲的蠶絲分泌有重要的作用。

總的來說，這項研究突破性的在家蠶中發現了賴氨酸乙醯化修飾並對其進行了功能分析，證明了乙醯化修飾能夠影響家蠶的生理功能，為今後的研究提供了理論依據，而高質量的蛋白質組學技術服務則為實驗結果的準確提供了保障。

本文由景傑蛋白（PTM Biolabs）編譯整理，歡迎轉載！


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