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《自然通讯》:不可水解乙酰赖氨酸类似物助力蛋白质乙酰化机制研究

2026-04-11 12:44 泉水 生物行 阅读 0
核心摘要: 赖氨酸乙酰化是基因转录调控和细胞信号传导的重要机制,但乙酰基的动态平衡难以捕捉。研究团队开发了不可水解的乙酰赖氨酸类似物,通过改变酰胺键的性质,使其能抵抗脱乙酰酶的水解。在细胞实验中,引入类似物的蛋白质表现出更长的半衰期和持续的下游信号通路激活,有助于更清晰地描绘乙酰化修饰的生物学功能图谱。这项研究为化学蛋白质组学和乙酰化相关疾病的药物筛选提供了新工具和实验模型。

赖氨酸乙酰化(Lysine Acetylation)作为一种重要的翻译后修饰(PTM),在基因转录调控、代谢稳态维持和细胞信号传导中发挥关键作用。然而,乙酰基在生理环境下容易受到脱乙酰酶(如HDACs和Sirtuins)的催化水解,导致其动态平衡难以捕捉,限制了研究人员对特定乙酰化位点功能的深入研究。

为了解决这一问题,研究团队开发了一系列不可水解的乙酰赖氨酸类似物。这些类似物在结构上模拟天然乙酰赖氨酸,但通过化学修饰改变了酰胺键的性质,使其能抵抗脱乙酰酶的水解。实验表明,这些类似物在体外分析中稳定性高,可作为稳定探针模拟蛋白质乙酰化状态下的变化。

在细胞实验中,研究人员利用遗传密码扩展技术将类似物整合到目标蛋白中。结果显示,引入类似物的蛋白质在细胞内半衰期更长,能持续激活下游信号通路。这有助于区分乙酰化修饰的直接效应和脱乙酰化过程的干扰,更清晰地揭示乙酰化修饰的生物学功能。

这项研究为化学蛋白质组学提供了新工具,也为乙酰化相关疾病(如癌症和代谢疾病)的药物筛选提供了实验模型。通过这种方法,科学家可直观地观察乙酰化对蛋白质亚细胞定位和蛋白质-蛋白质相互作用的影响,为后续机制研究提供基础。


参考文献:Non-hydrolyzable acetyllysine analogs to study protein acetylation in vitro and in cells. Nature Communications.

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