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巴豆酰化修饰组学

产品简介

巴豆酰化修饰(Crotonylation, Kcr)是蛋白质翻译后修饰的一种新型形式,通过巴豆酰辅酶A(crotonyl-CoA)将巴豆酰基团共价结合到靶蛋白的赖氨酸(Lys)残基上。巴豆酰化主要富集于基因启动子区和增强子区,调控基因表达、代谢重编程、细胞分化等关键过程。巴豆酰化异常与癌症、代谢紊乱、神经退行性疾病、心血管疾病等密切相关,其研究对疾病机制解析、药物靶点筛选和精准医疗具有重要意义。

技术优势

  • 高灵敏度:可检测低丰度巴豆酰化肽段,支持微量样本(如5×10⁸细胞、2 g组织)。

  • 多组学整合:结合代谢组学、表观组学、转录组学等,解析“修饰-代谢-功能”网络。

  • 高特异性:采用巴豆酰化泛抗体富集,提升修饰肽段鉴定效率。

  • 动态调控分析:支持定量分析(如DIA)和修饰酶预测(如HDACs、SIRTs家族)。

  • 全面性:覆盖全蛋白组巴豆酰化事件,揭示代谢与表观调控网络。

  • 可靠性:基于高分辨率质谱(如Orbitrap Astral、timsTOF Pro)和AI辅助分析工具。

  • 探索性:发现新巴豆酰化位点及调控机制,支持基础研究向临床转化。


技术路线

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应用领域

1、疾病机制与标志物开发

(1)癌症研究

案例1:胶质母细胞瘤技术:巴豆酰化修饰组学 + 组蛋白分析

成果:KAT2A-KGDH复合体通过巴豆酰化H3K79促进肿瘤生长(Nature, 2023)。

案例2:肝细胞癌(HCC)技术:巴豆酰化修饰组学 + 功能验证

成果:GCDH通过巴豆酰化抑制磷酸戊糖途径和糖酵解,形成抗肿瘤免疫微环境(J Hepatol, 2024)。

案例3:乳腺癌技术:巴豆酰化修饰组学 + 代谢重编程分析

成果:PGK1巴豆酰化调控糖酵解与TCA循环,促进肿瘤进展(Nat Commun, 2024)。

(2)代谢性疾病

案例:高氨血症技术:巴豆酰化修饰组学 + 尿素循环分析

成果:SIRT5去巴豆酰化ASS1 K112调控氨解毒(Nat Metab, 2024)。

应用:代谢异常筛选:识别巴豆酰化异常与糖尿病、肥胖的关联。

标志物开发:通过巴豆酰化谱开发代谢疾病早筛标志物。

2、药物研发与靶点验证

(1)靶向药物设计

案例:急性髓系白血病(AML)技术:巴豆酰化修饰组学 + 药效评估

成果:SIRT5抑制剂联合维奈克拉增强AML治疗效果(Mol Cell, 2025)。

应用:药效评估:分析药物对靶蛋白巴豆酰化的调节(如SIRT5抑制剂降低HADHA K644巴豆酰化)。

耐药机制研究:发现耐药突变导致的修饰位点改变(如FAO通路巴豆酰化失调)。

(2)天然产物作用机制

案例:中药成分降脂机制技术:巴豆酰化/代谢组学 + 代谢通路分析

成果:发现中药成分通过调节脂肪酸代谢相关蛋白巴豆酰化水平降脂。

应用:药物优化:通过修饰位点指导中药成分改造。

毒性预测:鉴定药物非靶向蛋白的意外修饰(如肝毒性相关蛋白)。

3、神经退行性疾病

案例:阿尔茨海默病(AD)技术:巴豆酰化修饰组学 + 线粒体功能分析

成果:AD患者脑组织中APP和tau蛋白巴豆酰化异常(Nat Commun, 2022)。

应用:病理机制解析:揭示巴豆酰化异常与蛋白聚集的关系(如线粒体能量代谢紊乱)。

治疗靶点筛选:开发针对SIRT5或RAB7A的调控剂。

4、心血管疾病

案例:心肌肥厚技术:巴豆酰化修饰组学 + 功能验证

成果:NAE1 K238cr通过GSN类泛素化调控细胞骨架重塑和心肌肥厚(Circ Res, 2025)。

应用:机制解析:揭示巴豆酰化在心血管疾病中的动态调控。

靶点筛选:开发针对NAE1或GSN的治疗策略。

5、农业与环境研究

(1)作物性状改良

案例:水稻巴豆酰化修饰特征技术:巴豆酰化修饰组学 + 转录组学

成果:发现巴豆酰化广泛富集在光合作用相关蛋白上(Plant Cell, 2024)。

应用:抗逆机制研究:解析干旱/盐碱胁迫下的巴豆酰化变化。

育种保护:筛选高产/抗病品种的关键巴豆酰化位点。

(2)植物胁迫响应

案例:柑橘多倍体果实代谢调控技术:巴豆酰化修饰组学 + 转录组学

成果:发现巴豆酰化参与果实代谢调控(Plant Cell, 2024)。