分享一篇发表在Nature Chemical Biology 上的文章“Lysine l-lactylation is the dominant lactylation isomer induced by glycolysis”，通讯作者是来自芝加哥大学的赵英明教授、威斯康星大学麦迪逊分校的李灵军教授、四川大学的戴伦治教授以及北京大学的张迪教授。研究方向包括蛋白组学、神经肽组学、蛋白翻译后修饰等。在本文中，作者发展了区分乳酰化修饰异构体的方法，并证明了L-乳酰化是糖酵解诱导的主要乳酰化异构体。乳酰化修饰（KL-la）是一种由L型乳酸所介导的蛋白翻译后修饰。在细胞中，这种修饰具有另外两种同分异构体，分别是由甲基乙二醛（MGO）直接与Lys反应生成的Kce修饰，以及MGO先与GSH中的半胱氨酸残基反应生成LGSH中间体，再转移到Lys上形成的KD-la修饰。而这三种修饰在沃伯格效应中的作用以及核定位等方面的研究中经常被混淆。因此，作者分别发展了抗体富集法和化学衍生法两种策略来区分这三种修饰形式，并发现KL-la是糖酵解和沃伯格效应的主要响应者。首先，作者分别制备了KL-la、KD-la和Kce三种修饰的单克隆抗体，并采用WB实验结果验证了这三种抗体都具有较高的特异性。随后，作者希望采用另一种正交的策略来区分这三种修饰。HPLC检测结果表明Kce与Kla在色谱上保留时间不同，可以实现分离。而KD-la和KL-la由于仅有一个手性中心不同难以在反相柱上实现分离。为解决这一问题，作者采用Mosher试剂与乳酰化Lys反应，应该是通过衍生化放大手性中心的结构差异使得二者在色谱上的保留时间产生差异，他们也证明了反应后确实能够区分KD-la和KL-la。接下来，为证明组蛋白上的主要修饰形式，作者采用重标Lys培养细胞，获得重标的组蛋白，并掺入轻标的KL-la、KD-la和Kce标准品进行化学衍生和LC-MS/MS检测。他们发现内源修饰与KL-la共流出，表明细胞中组蛋白上的乳酰化修饰为KL-la。此外，为研究响应糖酵解过程的主要修饰形式，作者也采用了高低浓度葡萄糖处理细胞，混合轻/重标的组蛋白，并采用酶切加PTM特异性抗体富集的方式来检测这三种修饰丰度的变化。他们发现在高糖条件下KL-la的含量上升，且升高的位点位于核心组蛋白，而另两种修饰形式没有明显变化。他们也通过WB实验发现在抑制糖酵解途径后KL-la的信号下降。这些结果表明了KL-la主要受到糖酵解过程的调控。最终，作者也通过加入重标L型乳酸或重标D葡萄糖，采用同位素示踪的方式证明了糖酵解所介导的KL-la是由乳酰CoA所介导的。总的来说，在本文中作者分别采用特异性抗体以及化学衍生这两种正交的策略实现了L乳酰化修饰及其同分异构体的区分，并证明了KL-la是响应糖酵解过程的主要修饰类型。本文共同第一作者高晋君博士现任职于北京大学深圳研究生院，任助理教授/特聘研究员，课题组长，博士生导师。高晋君博士毕业于北京大学前沿交叉学科研究院，导师为王初教授，博士期间发展了一系列创新的蛋白质组学方法，以提高（化学）蛋白质组学中的鉴定灵敏度和定量效率。随后在芝加哥大学进行博士后研究，合作导师为世界知名蛋白质组学专家赵英明教授，从事组蛋白翻译后修饰相关研究，期间工作为乳酰化研究领域奠定了重要基础。高晋君博士以（共同）第一作者在Nature Chemical Biology，Science Advances，ACS Central Science等高水平杂志发表论文多篇，作为重要参与人在Nature, Nature Communications等杂志上合作发表论文十余篇。高晋君课题组将在化学生物学、蛋白质组学、蛋白质翻译后修饰、表观遗传学和癌症生物学等多个交叉领域开展研究工作。课题组致力于开发创新的蛋白质组学技术，并结合前沿的化学和分子生物学工具，探索蛋白质翻译后修饰参与细胞过程和疾病发病的功能机制，以识别疾病标的物，并发现新的治疗靶点和药物。课题组诚聘化学生物学、蛋白质组学、有机化学、药物化学、癌症生物学及相关方向的博士后2名（年薪不低于40万/年+校内公寓），有意者请联系高晋君博士gaojinjun@pku.edu.cn。详细招聘信息请见课题组网站：
https://web.pkusz.edu.cn/jinjungaolab/opening/原文链接：https://www.nature.com/articles/s41589-024-01680-8文章引用：10.1038/s41589-024-01680-8
目前评论：