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乙酰化修饰组学

产品简介

乙酰化修饰组学是研究蛋白质乙酰化修饰（Acetylation）的系统性技术，通过质谱（如LC-MS/MS）和生物信息学分析，全面解析乙酰化位点、动态变化及其功能。乙酰化是生物体内重要的翻译后修饰之一，调控基因表达、DNA修复、代谢、信号转导等过程。异常的乙酰化与多种疾病（如癌症、神经退行性疾病）密切相关，因此其研究对疾病机制解析、药物靶点发现和精准医疗具有重要意义。

技术优势

  • 高灵敏度：可检测低丰度乙酰化肽段，支持微量样本（如1×10⁸细胞、2 g组织）。

  • 无偏检测：无需预设修饰类型，支持个性化靶向分析（如特定乙酰转移酶底物）。

  • 高准确性：通过离子淌度分离（IM）和DIA（数据非依赖采集）技术提升位点定位精度。

  • 全面性：覆盖全蛋白组乙酰化事件，揭示整体调控网络。

  • 可靠性：采用特异性抗体（如Ac-K抗体）富集，提升富集效率。

  • 探索性：发现新乙酰化位点及调控机制，支持基础研究向临床转化。

  • 平台先进：使用高精度质谱（如Orbitrap Astral、timsTOF Pro）和AI辅助分析工具。


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：肺鳞状细胞癌中的乙酰化调控（Cell, 2023）技术：4D-acetylome + 多组学整合

成果：发现乙酰化修饰在肿瘤代谢重编程中的关键作用，指导靶向药物开发。

应用：异常乙酰化筛选：识别肿瘤特异性修饰（如H3K9ac与染色质重塑）。

标志物开发：通过乙酰化谱开发癌症早筛标志物（如p-HER2作为乳腺癌标志物）。

（2）代谢性疾病

案例：糖尿病中的乙酰化失调（Nature Metab, 2024）技术：LC-MS/MS + 代谢组学

成果：发现线粒体蛋白乙酰化异常导致胰岛素抵抗。

应用：病理机制解析：揭示修饰异常导致代谢紊乱（如脂肪酸氧化酶乙酰化）。

治疗靶点筛选：开发针对修饰酶（如SIRT3）的激活剂。

2、药物研发与靶点验证

（1）靶向药物设计

案例：伏立诺他（Vorinostat）的临床应用（J Clin Oncol, 2010）技术：乙酰化组学 + 药物筛选

成果：首个获批的乙酰化修饰药物，治疗T细胞淋巴瘤。

应用：药效评估：分析药物对靶蛋白乙酰化的调节（如HDAC抑制剂降低H3K9ac）。

耐药机制研究：发现耐药突变导致的修饰位点改变（如KAT2A突变影响乙酰化水平）。

（2）天然产物作用机制

案例：灵芝腺苷降脂机制（iScience, 2024）技术：乙酰化/巴豆酰化组学 + 代谢组学

成果：发现灵芝腺苷通过调节脂肪酸代谢相关蛋白的乙酰化水平降脂。

应用：药物优化：通过修饰位点指导中药成分改造（如提高黄酮类化合物活性）。

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、信号通路与功能调控

（1）细胞代谢调控

案例：线粒体丙酮酸载体的乙酰化（Cell Metab, 2023）技术：LC-MS/MS + 代谢组学

成果：发现K275乙酰化抑制MPC活性，影响葡萄糖代谢。

应用：代谢重编程：解析癌细胞代谢依赖的乙酰化（如HIF-1α羟基化调控）。

药物靶点筛选：开发针对代谢酶乙酰化的调控剂（如SIRT3激活剂）。

（2）表观遗传调控

案例：组蛋白乙酰化与染色质重塑（Nature Genet, 2020）技术：LC-MS/MS + ChIP-seq

成果：发现H3K9ac与异染色质形成的关键关联。

应用：基因表达调控：解析乙酰化对转录因子活性的影响（如p53 K382乙酰化）。

进化保守性分析：比较物种间乙酰化位点的保守性（如人类与小鼠同源蛋白）。

4、农业与环境研究

（1）作物性状改良

案例：柑橘多倍体果实代谢调控（Plant Cell, 2024）技术：乙酰化组学 + 转录组学

成果：发现乙酰化重编程参与果实代谢调控。

应用：抗逆机制研究：解析干旱胁迫下蛋白乙酰化变化（如热激蛋白乙酰化）。

育种保护：筛选高产/抗病品种的关键乙酰化位点（如水稻抗病蛋白乙酰化）。

（2）植物光信号转导

案例：拟南芥向光性的乙酰化调控（Plant Physiol, 2025）技术：乙酰化修复组学 + 点突变实验

成果：发现phot1 K636乙酰化调控光受体活性。

应用：光信号通路解析：揭示乙酰化与磷酸化交互作用（如HDA9调控phot1活性）。

作物育种：优化光利用效率（如提高作物光合效率）。

5、工业与环境微生物

（1）工业菌株优化

案例：乳酸菌发酵中乙酰化调控（Appl Environ Microbiol, 2023）技术：LC-MS/MS + 代谢组学

成果：发现乙酰化增强乳酸脱氢酶稳定性，提高产酸效率。

应用：酶工程：通过乙酰化位点改造提高工业酶活性（如耐高温蛋白酶）。

菌株筛选：鉴定高产菌株的关键乙酰化特征（如淀粉酶乙酰化位点）。

（2）环境微生物研究

案例：深海微生物降解酶的乙酰化（Microbiome, 2024）技术：LC-MS/MS + 宏蛋白质组学

成果：发现脂肪酸氧化酶的乙酰化增强其耐压性。

应用：极端环境适应：解析嗜热、嗜盐微生物的乙酰化机制。

生物修复：筛选污染物降解菌的乙酰化靶点（如石油降解酶）。