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閱讀：2081發(fā)布時(shí)間：2017-4-26
編者按:
近些年來，隨著高分辨率蛋白質(zhì)質(zhì)譜技術(shù)的革新，極大地促進(jìn)蛋白質(zhì)翻譯后修飾領(lǐng)域(post-translational modifications, PTMs)的研究，研究人員陸續(xù)鑒定到很多全新的PTMs修飾，這其中，賴氨酸巴豆?；↙ysine Crotonylation, Kcr）就是廣受關(guān)注的一種修飾。Kcr修飾zui早由芝加哥大學(xué)趙英明教授實(shí)驗(yàn)室鑒定，文章發(fā)表在2011年的Cell （文章*作者譚敏佳博士現(xiàn)為中科院藥物所研究員)。該修飾通常出現(xiàn)在轉(zhuǎn)錄活躍的染色質(zhì)區(qū)的組蛋白上，Kcr修飾和生殖調(diào)控密切相關(guān)，參與細(xì)胞發(fā)育基因的調(diào)控。上述研究分別被Cell雜志和Faculty1000評選為表觀遺傳領(lǐng)域的研究亮點(diǎn)。作為兼具高通量蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)和研發(fā)PTMs修飾抗體的公司，景杰生物一直是蛋白質(zhì)組和蛋白質(zhì)修飾組學(xué)的。在Kcr修飾研究領(lǐng)域，景杰生物分別和華東師范大學(xué)廖魯劍教授團(tuán)隊(duì)、北京大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院張宏權(quán)教授團(tuán)隊(duì)合作，系統(tǒng)地鑒定細(xì)胞中發(fā)生巴豆?；揎椀姆墙M蛋白，上述結(jié)果分別發(fā)表在學(xué)術(shù)期J. Proteome Res和Cell Research。
前 言:
和其它的天然氨基酸相比，蛋白質(zhì)賴氨酸側(cè)鏈的伯氨基團(tuán)帶有孤對電子，具有很高的親核反應(yīng)活性，因此較容易發(fā)生?；揎棥Ｖゼ痈绱髮W(xué)趙英明教授團(tuán)隊(duì)鑒定到八種新的賴氨酸?；揎棧罕；?、巴豆?；?、琥珀?；?、丁酰化、丙二?；?、戊二?；⒍u基異丁?；腿u基丁?；?（圖 1）。這些?；揎椂喟l(fā)生在組蛋白上，其中很多和基因表達(dá)的調(diào)控有關(guān)，因此引發(fā)研究人員的極大興趣，推動(dòng)了表觀遺傳學(xué)領(lǐng)域的研究。但是也有研究表明，有些?；揎棽⒉痪窒抻诎l(fā)生在組蛋白上：琥珀?；揎椡瑯右部梢园l(fā)生在非組蛋白，如線粒體內(nèi)中三羧酸循環(huán)中的代謝酶。那么作為功能同樣重要的巴豆酰化修飾，是否會(huì)出現(xiàn)在非組蛋白上？為了回答這個(gè)問題，杭州景杰分別和廖魯劍教授團(tuán)隊(duì)、張宏權(quán)教授團(tuán)隊(duì)合作，系統(tǒng)地分析細(xì)胞中發(fā)生巴豆?；揎椀姆墙M蛋白，zui終發(fā)現(xiàn)非組蛋白同樣也會(huì)發(fā)生巴豆?；揎棥?/p>
圖 1 八種新型賴氨酸?；揎?/p>
內(nèi) 容：
廖魯劍教授團(tuán)隊(duì)以HeLa細(xì)胞為材料，利用景杰公司開發(fā)的高特異性賴氨酸巴豆?；嚎贵w富集Kcr肽段，依靠景杰公司的高分辨率質(zhì)譜平臺(tái)鑒定Kcr位點(diǎn)。有報(bào)道表明，在體外用巴豆酸處理細(xì)胞后，細(xì)胞內(nèi)蛋白的巴豆?；綍?huì)顯著增加。結(jié)果發(fā)現(xiàn)經(jīng)巴豆酸鈉處理HeLa細(xì)胞后，體內(nèi)巴豆酰水平大幅度增加，zui終鑒定到1185個(gè)Kcr位點(diǎn)（分屬于453個(gè)蛋白）。相比之下，未用巴豆酸鈉處理后，只能鑒定74個(gè)Kcr位點(diǎn)（分屬于70個(gè)蛋白）（圖 2）。對鑒定到的Kcr蛋白進(jìn)行分析，其中很多蛋白屬于核蛋白。作者發(fā)現(xiàn)組蛋白去乙?；窰DAC1也被巴豆酰化修飾，并且該修飾抑制其去乙?；幕钚裕▓D 3）。
圖 2 巴豆酰鈉可以誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)蛋白巴豆?；揎椝皆黾?/p>
圖 3 組蛋白去乙?；窰DAC1的巴豆?；揎椧种破淙ヒ阴；幕钚?/p>
張宏權(quán)教授團(tuán)隊(duì)以肺癌細(xì)胞H1299為材料，利用景杰公司開發(fā)的高特異性賴氨酸巴豆?；嚎贵w富集Kcr肽段，依靠景杰公司的高分辨率質(zhì)譜平臺(tái)鑒定Kcr位點(diǎn)。zui終鑒定到2696個(gè)Kcr位點(diǎn)，分屬于1024個(gè)蛋白。其中有40%的巴豆?；揎椀鞍孜挥诩?xì)胞質(zhì)中，27%位于細(xì)胞核中，13%位于線粒體 （圖 4）。作者利用免疫組化分析Kcr修飾在小鼠組織中的分布，結(jié)果發(fā)現(xiàn)Kcr修飾廣泛存在各種小鼠組織中：如肺、腎臟、肝臟、結(jié)腸、子宮、卵巢，提示Kcr修飾可能參與眾多生理過程。David Allis教授團(tuán)隊(duì)2015年在Molecular Cell上報(bào)道組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶p300也具有巴豆酰轉(zhuǎn)移酶的活性。張宏權(quán)教授團(tuán)隊(duì)猜測乙酰轉(zhuǎn)移酶也可能對非組蛋白進(jìn)行巴豆?；揎?。他們發(fā)現(xiàn)CBP和hMOF這兩個(gè)乙酰轉(zhuǎn)移酶，能夠顯著增加底物NPM1的巴豆酰水平。他們還測試了一些組蛋白去乙?；甘欠窬哂腥グ投辊；幕钚裕Y(jié)果發(fā)現(xiàn)HDAC1和HDAC3能夠?qū)е碌孜颪PM1去巴豆?；幕钚裕▓D 5）。
圖 4 發(fā)生巴豆?；鞍椎膩喖?xì)胞定位
圖 5 某些乙酰化修飾酶也具有巴豆?；揎椕傅幕钚?/p>
總 結(jié)：
蛋白質(zhì)的翻譯后修飾逐漸受到研究人員的重視，這其中尤其以賴氨酸的?；揎梲ui引人注目。現(xiàn)有的研究多關(guān)注組蛋白賴氨酸的?；揎棧芯旷；揎棇虮磉_(dá)的調(diào)控。但是隨著研究的深入，很多?；揎椧舶l(fā)生在非組蛋白上。這兩篇關(guān)于賴氨酸巴豆?；揎椀奈恼绿崾疚覀儯嚢彼岬孽；揎椀囊饬x可能遠(yuǎn)比我們一開始認(rèn)識(shí)要重要，非組蛋白Kcr的修飾的功能及其調(diào)控，在發(fā)育過程甚至疾病中的作用都值得我們在以后的工作中關(guān)注。
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