赖氨酸丙二酰化在2型糖尿病中的研究

蛋白质酰基化修饰（acylation）是一类特别的蛋白质翻译后修饰，其修饰基团的供体是代谢途径的中间产物.例如，乙酰化修饰的乙酰基由乙酰辅酶A提供。近年来，一系列新的酰基化修饰，包括丙酰化（propionylation）、丁酰化（butyrylation）、琥珀酰化（succinylation）、豆蔻酰化（crotonylation）、丙二酰化（malonylation）等逐渐被报道，且发生各种酰基化修饰的蛋白种类和数量也不断被刷新。遗憾的是，这些新型酰基化修饰对蛋白质结构与功能的调控作用尚不清楚，特别是这些新型酰基化修饰与一些重大疾病，比如糖尿病、肥胖或心血管疾病的发生发展是否具有相关性仍是亟待解决的问题。

MolecularCellularProteomics于年1月，发表了中国科学院生物物理研究所杨福愉和杨福全课题组关于丙二酰化修饰的最新成果。（LysineMalonylationIsElevatedinType2DiabeticMouseModelsandEnrichedinMetabolicAssociatedProteins.MolecularCellularProteomics14,–,.）

该研究检测了2型糖尿病小鼠模型的多种蛋白质酰基化修饰，并发现发生于赖氨酸残基的丙二酰化修饰在2型糖尿病小鼠肝脏组织中明显高于对照组小鼠，而其它酰基化修饰没有明显变化。该研究随后利用生物质谱技术从2型糖尿病和对照小鼠肝脏组织中鉴定出了余种发生丙二酰化修饰的蛋白质，并发现在2型糖尿病小鼠肝脏组织中发生丙二酰化修饰的蛋白质和修饰位点的数量都明显高于对照小鼠。生物信息学分析表明发生丙二酰化修饰的蛋白质中约有70%富集在糖、脂等的代谢通路上。同时，酶反应动力学实验表明丙二酰化修饰可显著影响关键代谢酶的活性。基于上述研究成果，作者认为2型糖尿病的发生发展可能与糖脂代谢通路的关键酶发生翻译后修饰，继而导致功能失调有关，相关研究成果也可能为糖尿病的防治提供新的切入点，具有重要的意义。

实验主要流程如下：db/db和野生型小鼠的肝脏组织分别经过匀浆、蛋白提取和蛋白胰酶酶解之后，利用免疫磁珠技术对发生丙二酰化修饰的肽段进行富集和纯化，继而利用LC-LTQ-Orbitrap-MS对丙二酰化修饰蛋白及其修饰位点进行系统鉴定，并利用Label-free的方式对两者的蛋白丙二酰化修饰水平进行比较和分析，最后利用生物信息学技术进行代谢通路和相互作用网络的分析。

基于凝胶电泳和质谱技术的肝脏组织中主要丙二酰化修饰蛋白及其位点的鉴定和分析。

基于全蛋白水平的肝脏丙二酰化蛋白质组学研究。

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感谢蔡潭溪博士对Orbitrap组学俱乐部的支持。