蛋白质乙酰化作为一种至关重要的翻译后修饰(PTM),在调节基因表达、代谢途径及信号转导中发挥着核心作用。然而,由于乙酰基团在细胞内极易受到去乙酰化酶(HDACs/SIRTs)的动态调控,导致其在生化分析及细胞实验中表现出高度的不稳定性,这为精确解析乙酰化位点的功能带来了巨大挑战。
为了克服这一瓶颈,研究人员开发了一系列非水解乙酰赖氨酸类似物。这些类似物通过精密的分子设计,在保持与天然乙酰赖氨酸相似的理化性质和空间构象的同时,成功引入了化学修饰以抵抗去乙酰化酶的催化水解。实验数据表明,这些类似物能够稳定模拟蛋白质的乙酰化状态,从而在体外生化测定中实现对乙酰化依赖性蛋白相互作用的精准捕捉。
在细胞实验中,研究团队利用这些类似物作为化学探针,成功在复杂的细胞环境中标记并富集了特定的乙酰化蛋白。通过质谱分析与功能验证,研究证实了这些类似物不仅能够有效规避内源性去乙酰化酶的干扰,还能在生理条件下维持长效的信号传导模拟。这一技术手段为深入研究乙酰化蛋白质组学提供了全新的工具,有助于科学家更清晰地勾勒出乙酰化修饰在疾病发生发展中的分子图谱。
这项研究不仅为化学生物学领域提供了重要的工具分子,也为针对去乙酰化酶异常导致的疾病开发新型治疗策略奠定了坚实的理论基础。
Journal Reference: Non-hydrolyzable acetyllysine analogs to study protein acetylation in vitro and in cells. Nature Communications.