赖氨酸琥珀酰化--善于抢“头条”的蛋白质修饰新贵（一）

早在2010年，芝加哥大学团队首次发现了赖氨酸琥珀酰化（lysine succinylation）这种新型蛋白质翻译后修饰。

赖氨酸作为一种最容易被修饰的氨基酸基团，常常在功能调节方面发挥重要作用。琥珀酰-赖氨酸基团首先通过质谱分析和蛋白序列对比被鉴定出来，随后，研究人员用western blotting、体内同位素标记等方法证明鉴定出的琥珀酰-赖氨酸肽段是来自于体内蛋白。这种修饰对不同生理环境能够做出应答，在进化上是保守的。

Fig 1: Illustration of chemical structures of lysine, acetyllysine, succinyllysine and methylmalonyllysine residues.

首先，研究人员运用质谱技术分析了His-tagged isocitrate dehydrogenase，发现了一个酶解后的肽段FTEGAFKDWGYQLAR，产生了100.0186 Da的质量偏移。经过与人工合成的琥珀酰赖氨酸肽段进行质谱分析比较，发现二者完美的匹配。最后，运用研究人员发开出的一种赖氨酸琥珀酰化泛抗体去检测isocitrate dehydrogenase，western blotting的结果清晰的表明isocitrate dehydrogenase中存在着琥珀酰化修饰。这三种独立的验证共同证明了100.0186 Da的质量偏移是由赖氨酸琥珀酰化引起的。

Fig 2: Verification of lysine succinylation by western blot analysis.

除了发现了琥珀酰化这种新型修饰，这项研究还提出：

• 相比于甲基化和乙酰化，赖氨酸琥珀酰化修饰能够引发更多蛋白质特性的改变。这是由于发生琥珀酰化的赖氨酸基团被赋予2个负电荷，价态从+1变成-1，高于乙酰化（+1到0）和单甲基化（无变化）造成的电荷改变；而且琥珀酰化带来了一个结构更大的基团，对于蛋白质结构和功能能改变更大；

• Succinyl-CoA是酶调控的琥珀酰化反应的辅助因子。Succinyl-CoA作为一种重要的代谢反应中间产物，出现在TCA循环、卟啉合成、一些支链氨基酸的分解等反应过程中，其稳定状态对维持正常的细胞生理活动至关重要。发生在succinyl-CoA代谢中的基因突变很有可能导致疾病的发生。

伴随着发现琥珀酰化新型修饰的“重磅头条”新闻，迅速引起圈内人事的广泛关注，在当时研究人员就做出了预测，这种修饰具有重要的细胞功能，未来的发展不容小觑。5年过去了，当琥珀酰化的神秘面纱被逐层揭开，其重要意义也展现在了大众的面前。

下一篇，小编为大家开启各物种中琥珀酰化的发现之旅，为你揭秘琥珀酰化的奥秘！！！

本篇参考文献：

Zhang ZH., et al. (2010) Identification of lysine succinylation as a new post-translational modification. Nat Chem Biol. 7(1):58-63.

景杰生物（PTM Biolabs）凭借其强大的研发实力，提供独家开发的高灵敏度赖氨酸琥珀酰化抗体（PTM-401/PTM-402/PTM-419）及基于高等级质谱仪的高通量泛素化蛋白质组学技术服务，有效的推动泛素化研究进展。此外，景杰生物还提供全球最多种类的蛋白质修饰组学技术服务，包括赖氨酸乙酰化 (acetylation)、甲基化 (methylation)、泛素化 (ubiquitination)、磷酸化 (phosphorylation)、O-乙酰氨基葡萄糖化 (O-GluNAc)、巴豆酰化 (crotonylation)、丙酰化(propionylation) 等。

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