赖氨酸甲基化是一类重要的蛋白质翻译后修饰，在信号传导、转录调节及DNA修复等方面发挥着重要作用。然而，受现有富集方法的限制，目前基于质谱的蛋白质组学鉴定到的赖氨酸甲基化位点只有数百个，极大地阻碍了领域内对赖氨酸甲基化修饰的广泛研究。

近日，西湖大学吴明轩课题组开发了一种基于芳基重氮盐共价、高效且可逆标记单甲基化赖氨酸的方法，进一步实现了在多种生物样本中对赖氨酸甲基化修饰广泛而深入的鉴定。

首先，该工作从一系列芳基重氮盐中筛选到能与单甲基化赖氨酸高选择性且迅速交联的2,6-二甲氧基芳基重氮盐，进一步将其衍生为富集探针实现了对单甲基化赖氨酸肽段的高选择性、高灵敏度富集。随后，将该富集策略应用于复杂生物样本，能够从多种细胞和小鼠组织中稳定鉴定到上万个赖氨酸单甲基化位点和数千个含有该修饰的蛋白，这些蛋白在各种细胞器中广泛分布。同时，基于同位素标记的二甲基化标记等实验也证实了这些甲基化位点具有很高的可信度。

最后，以HeLa细胞为例，该工作通过稳定同位素标记实验发现大多数赖氨酸甲基化修饰并不依赖体内最重要的甲基供体S-腺苷甲硫氨酸，并通过多角度分析证实了这一现象是可信的。该工作为领域内广泛研究赖氨酸甲基化修饰提供了一种便捷且高效的化学工具，同时也拓展了领域内对赖氨酸甲基化修饰的认知。