【表觀遺傳蛋白修飾專題】詳解賴氨酸巴豆酰化研究進展

隨著人們對蛋白質(zhì)功能和生物學(xué)機制研究的逐步深入，蛋白質(zhì)翻譯后修飾的重要性與日俱增。比如磷酸化、乙酰化、泛素化、琥珀酰化等翻譯后修飾是真核細胞生物調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)發(fā)揮生物學(xué)功能的重要方式，對發(fā)育、代謝、疾病等眾多過程均起到關(guān)鍵的調(diào)控作用。相比于磷酸化乙酰化等早已被人熟知的修飾類型，賴氨酸巴豆酰化（Lysine Crotonylation, Kcr）可以算是修飾領(lǐng)域的"晚輩"，其在2011年才由芝加哥大學(xué)趙英明教授研究團隊發(fā)現(xiàn)，刊發(fā)于*期刊Cell雜志，并被Cell雜志評選為2011年表觀遺傳領(lǐng)域的研究亮點。巴豆酰化發(fā)現(xiàn)之初就引起了科學(xué)界的廣泛關(guān)注，短短5年時間，巴豆酰化的研究更是取得了長足發(fā)展，下面，小編就帶各位梳理下近些年巴豆酰化研究的熱點發(fā)現(xiàn)。
  
1.Identification of 67 histone marks and histone lysine crotonylation as a new type of histone modification.巴豆酰化修飾被發(fā)現(xiàn)
Cell, IF= 32.242, PMID: 21925322

 
摘要
前體蛋白是沒有活性的，常常要進行一個系列的翻譯后加工，才能成為具有功能的成熟蛋白。加工的類型是多種多樣的，一般分為四種：N-端fMet或Met的切除，二硫鍵的形成；化學(xué)修飾和剪切。這些翻譯后修飾具有重要的意義，通過這些修飾，蛋白上被加上小化學(xué)基團，比如乙酰化的作用是將一個乙酰基因吸附到蛋白質(zhì)，這是一種常見的修飾模式，蛋白的功能因此大大被改變。在幾種氨基酸中，賴氨酸由于其非凡的化學(xué)反應(yīng)活性，常常成為被修飾的目標(biāo)。

 
1）本次研究在細胞中篩查出了67個新組蛋白修飾標(biāo)記，并由此發(fā)現(xiàn)了一種新型組蛋白翻譯后修飾方式--賴氨酸巴豆酰化（Crotonylation) 修飾。
2）通過進一步的結(jié)構(gòu)及基因組定位分析，證實了氨酸巴豆酰化修飾是一種進化高度保守，且在生物學(xué)功能上*不同于組蛋白賴氨酸乙酰化 (Kac)的蛋白質(zhì)修飾方式。
3）在人類體細胞和小鼠細胞基因組中，組蛋白Kcr分布于基因活性轉(zhuǎn)錄啟動區(qū)域或增強子上。在減數(shù)分裂后的細胞中，Kcr高豐度集中在性染色體上標(biāo)記特異性基因，其中包括大量性染色體活性基因。
  
新研究報道了新型蛋白質(zhì)琥珀酰化修飾后發(fā)現(xiàn)的又一種新型的蛋白質(zhì)修飾方式----賴氨酸巴豆酰化修飾，并闡述了其生物學(xué)功能。證明該修飾能與活性轉(zhuǎn)錄啟動區(qū)域和增強子密切作用，并與減數(shù)分裂后期細胞中性染色體的活性基因密切相關(guān)。這些研究發(fā)現(xiàn)對于深入了解蛋白的多項生物功能，以及蛋白翻譯后修飾對于蛋白功能的影響具有重要意義。