来自密西根大学、中科院上海药物研究所、芝加哥大学等机构的研究人员发表了题为“SIRT5-Mediated Lysine Desuccinylation Impacts Diverse Metabolic Pathways”的文章，首次在哺乳动物细胞中对去乙酰化调控酶SIRT5调控的琥珀酰底物进行了系统的蛋白质组学研究，在779个蛋白上鉴定出超过2500个琥珀酰化位点。这一研究成果发表在《Molecular Cell》杂志上。
文章的通讯作者包括中科院上海药物研究所化学蛋白质组学研究中心、芝加哥大学的赵英明研究员，以及密西根大学的David B. Lombard。
蛋白翻译后修饰对蛋白质的结构和功能起着关键作用，是细胞精细调节生理活动的重要机制。因此，蛋白翻译后修饰通路的研究是目前新药研发的重要热点之一。
在这项研究中，研究人员首次在哺乳动物细胞中对去乙酰化调控酶SIRT5调控的琥珀酰底物进行了系统的蛋白质组学分析，在779个蛋白上鉴定出超过2500个琥珀酰化位点。通过综合运用生物质谱、生物化学和生物信息学方法，他们证明琥珀酰化广泛存在于线粒体能量代谢调控酶中，参与调控三羧酸循环、氨基酸代谢以及脂肪酸代谢等多个代谢信号通路。此外，研究还发现琥珀酰化存在于细胞浆和细胞核蛋白中，并揭示了琥珀酰化能抑制丙酮酸脱氢酶和琥珀酸脱氢酶复合物的活性。这项研究揭示了蛋白琥珀酰修饰具有广泛调节细胞代谢的作用，同时也提示该修饰可能影响其他重要的细胞生物学功能。
这是化学蛋白质组学研究中心继首次发现赖氨酸去琥珀酰化和去丙二酰化两种新翻译后修饰通路，并首次揭示去乙酰化酶SIRT5实际上是赖氨酸去琥珀酰化和去丙二酰化的调控酶之后的又一重要研究突破。该研究首次系统性地揭示了受赖氨酸去乙酰化酶（HDACs）SIRT5调控的琥珀酰化底物蛋白，发现了琥珀酰化修饰对能量代谢中关键酶的调控作用，进一步明确了SIRT5去琥珀酰化作用的生物学意义，并为SIRT5的生物学功能及新药研究提供了重要资源。
赵英明研究组此前还曾发现细胞中赖氨酸丙二酰化的新蛋白修饰及其调控酶。这是上海药物所化学蛋白质组学研究中心成立以来，参与发现的第二个全新细胞通路。研究人员通过综合运用生物质谱和生物信息学方法，发现了一种新的蛋白翻译后修饰——赖氨酸丙二酰化。随后，通过有机合成、色谱和质谱分析、生物化学等方法，证实了细胞内蛋白质的赖氨酸丙二酸酰化修饰，并鉴定出多个赖氨酸修饰的蛋白底物，证明该修饰在生命进化中保守。