乙酰化修饰的发现

乙酰基改性的研究已有40年的历史,但研究一直停滞不前。这主要和乙酰化蛋白比较隐蔽,不容易被发现有关。2009年,复旦大学研究团队通过对不同物种的蛋白质定量研究和代谢途径研究,成功发现了大量的非核乙酰化蛋白。在他们的研究之前,人类只在人类肝细胞中发现了76种乙酰化蛋白,而他们的研究发现了超过1000种乙酰化蛋白。

从76到65,438+0,000多,900多个“新发现”犹如一个“新大陆”,带出一系列关于蛋白质乙酰化的革命性研究成果,其中最重要的是研究团队在国际上首次发现乙酰化对代谢有调节作用,而这种代谢作用的载体就是蛋白质中负责能量转化的酶。

2月10出版的国际权威期刊《科学》也发表了《代谢酶的乙酰化协调碳源的利用和代谢》和《蛋白质赖氨酸乙酰化的调控》两篇文章,展示了复旦大学在生物医学研究领域的最新成果。也有人评论说,中国科学家进行的这项研究开辟了生命代谢研究的新领域,为开发调节代谢的药物提供了新思路,并使包括肿瘤在内的新治疗方法的发展成为可能。而且在研究中首次证实了细胞蛋白、代谢酶等大量非核蛋白质的乙酰化修饰。

这项研究还表明,教科书中有关代谢调节的内容将可能被重写,乙酰化修饰的概念将可能成为代谢调节的新内容。

新陈代谢是生命现象最基本的特征。中国科学家最近的一项研究深刻揭示了生命的物质基础——蛋白质乙酰化的新机制,从而发现了生物与外界不断进行能量交换的奥秘。

这项研究由生物医学科学研究所的分子细胞生物学实验室领导。据该实验室赵世民教授介绍,“乙酰化”是改变蛋白质功能的最重要方式之一。蛋白质在执行生命的复杂调节和信息传递功能的过程中,需要在蛋白质的分子链上附加一些分子或分子基团来改变蛋白质的功能,这就是所谓的“蛋白质的修饰”。如果在蛋白质的分子链上接枝上一个乙酰基分子,称为乙酰化修饰。改造后的蛋白质可以精确调控各种细胞内通路。

早在四十年前,科学家就发现了蛋白质的乙酰化修饰现象,但对其功能的了解非常有限,主要集中在对细胞染色体结构的影响和核转录调控因子的激活上。在熊岳教授和关教授的领导下,生物医学科学院分子细胞生物学实验室通过赵世民、雷群英等科学家的潜心研究,欣喜地发现生命代谢过程中蛋白质乙酰化现象远比人们此前所知的更为广泛,这很可能影响到细胞生理各个方面的广泛修饰。

例如,在人类肝细胞中,最初认为只有76种蛋白质被乙酰化。通过这项研究,中国科学家发现1000个蛋白质被乙酰化,新发现900多个蛋白质。这一发现改写了教科书中的传统概念,对进一步研究乙酰化修饰具有里程碑意义。

同时,本研究还发现“乙酰化”一般修饰“代谢酶”,可以调节代谢途径和代谢酶的活性。蛋白质的乙酰化也具有高度的功能特异性。比如代谢酶在代谢器官(如肝脏)中是高度乙酰化的,而白血病中参与肿瘤发生的信号通路蛋白是高度乙酰化的。

此外,本研究还发现,“乙酰化”的调节普遍存在于生命体的代谢过程中,从低等原核细胞到包括人类在内的高等哺乳动物,都存在“乙酰化修饰”现象。因此,可以认为这个过程在生命进化过程中是极其保守的。

中国科学院院士、生物医学科学院院长何林认为,人类约80%的疾病是代谢性疾病,中国科学家的这项研究将有助于人们进一步认识人类疾病的本质,并为人们开发针对不同疾病的临床新药提供一系列“遐想”。生物医学研究所的主要任务是通过以转化医学为目标的研究,为普通人的疾病预防和治疗提供新的理论基础、技术和方法、医疗保健和诊疗手段。