深入解读蛋白乳酰化修饰及其常用标记手段

近年来，随着代谢组学与表观遗传学的交叉发展，蛋白质乳酰化修饰（Lactylation） 作为一种新兴的赖氨酸翻译后修饰（PTM），正逐步受到学术界的广泛关注。自2019年Nature首次报道以来，乳酰化已被证实广泛存在于组蛋白和非组蛋白中，参与基因表达调控、细胞代谢重编程等重要生命活动。

一、什么是蛋白乳酰化（Lactylation）？

蛋白乳酰化是指将乳酸衍生的乳酰基（lactyl group）共价修饰在蛋白质赖氨酸残基上的翻译后修饰形式，其结构类似乙酰化，但来源于代谢产物乳酸（L-lactate）。该修饰通常由酰基转移酶催化，也可能以非酶途径发生。

1、分子结构特征

• 修饰基团：CH₃CH(OH)CO–（乳酰基）

• 靶点残基：赖氨酸（K）

• 分子量增加：+72.021 Da（对质谱解析尤为关键）

2、生物学意义

• 在缺氧、Warburg效应或炎症状态下，细胞内乳酸积聚，驱动乳酰化水平升高；

• 可调节组蛋白H3K18、H4K8等位点，参与炎症因子（如Arg1, IL-6）转录激活；

• 在巨噬细胞极化、肿瘤微环境重塑、干细胞分化等中扮演重要角色。

二、蛋白乳酰化的检测挑战

尽管乳酰化作为新兴修饰形式令人兴奋，但其检测依然面临诸多挑战：



因此，富集手段的优化和高分辨率质谱平台的应用是乳酰化研究中的关键技术支撑。

三、常用乳酰化标记与富集策略

1、抗乳酰化赖氨酸抗体富集（Anti-Kla Immunoprecipitation）

• 使用特异性Anti-Kla抗体进行免疫沉淀，可富集乳酰化肽段；

• 是目前最常用且较为成熟的乳酰化富集方式；

• 缺点在于依赖抗体质量，特异性与批间重复性需严格评估。

2、化学衍生标记（Chemical Labeling）

为克服抗体依赖问题，部分研究采用化学衍生方法增强乳酰化信号的识别效率：

• 通过特异性试剂（如NH₂OH处理）修饰乳酰基，从而实现标签标记或衍生捕获；

• 结合亲和富集（例如生物素标记、磁珠拉下）进行目标肽段筛选；

• 对乳酰化位点研究极具前景，但目前尚不普及。

3、Stable Isotope Labeling（稳定同位素标记）

• 可用于乳酰化蛋白的定量比较（如不同处理组之间）；

• 如SILAC、TMT、iTRAQ等均可与富集手段结合使用；

• 有助于理解乳酰化动态变化趋势，适用于功能机制研究。

四、基于质谱的乳酰化蛋白组学分析流程

在百泰派克生物科技，我们整合了抗体富集 + 高分辨质谱 + 专业数据库分析的一体化乳酰化蛋白组学平台：

1、样本预处理与蛋白提取

• 支持多种类型：组织、细胞、免疫细胞系等；

• 优化裂解缓冲液配方，保护乳酰化修饰稳定性。

2、蛋白酶解与抗体富集

• 胰蛋白酶标准化酶解流程；

• 严选抗Kla抗体，进行肽段级别富集。

3、LC-MS/MS检测

• 使用Orbitrap Exploris 480 + nanoLC系统；

• 支持DDA与DIA双模式，灵敏度高，定量稳定。

4、数据分析

• 基于Unimod乳酰化位点数据库进行开放搜索；

• 使用Proteome Discoverer + MaxQuant + Spectronaut整合分析；

• 输出蛋白/位点层面的定量矩阵、富集通路分析、可视化图表。

五、百泰派克生物科技乳酰化蛋白组学服务优势



蛋白乳酰化作为继乙酰化、甲酰化之后的新兴翻译后修饰形式，拓展了我们对代谢-表观-转录网络的理解。随着质谱技术与富集手段的不断发展，乳酰化研究将从组蛋白延伸至更广泛的信号通路与疾病模型。百泰派克生物科技致力于打造精准、高通量、个性化的蛋白组学解决方案。若您对乳酰化修饰研究、质谱检测方案或课题设计有任何疑问，欢迎联系我们获取技术支持与合作建议。

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