乳酰化蛋白质组学分析：从富集到鉴定的全过程

乳酰化（Lysine Lactylation, Kla）是近年来发现的重要翻译后修饰之一，已被证实在基因表达调控、免疫代谢、肿瘤生物学等领域发挥关键作用。然而，作为一种低丰度、难检测的酰基化修饰，乳酰化研究对实验技术提出了更高要求。如何从海量蛋白质中精准捕获乳酰化位点？如何实现高通量、高分辨率的定性与定量？本文将系统梳理乳酰化蛋白质组学的全流程，从样本制备、修饰富集到质谱鉴定，帮助科研人员快速构建稳健的实验方案。

 

一、乳酰化蛋白质组学样本制备

乳酰化分析的首要前提是制备高质量、可重复的蛋白样本。一般流程包括：

1、样本来源选择

乳酰化广泛存在于哺乳动物细胞、组织及病理样本中。常见处理方式包括细胞裂解、组织匀浆、蛋白抽提。

 

2、蛋白定量与质量评估

蛋白浓度建议 >2 mg/mL，且蛋白完整性需经SDS-PAGE或Coomassie蓝染色验证。避免蛋白降解或修饰丢失。

 

3、胰蛋白酶酶解

采用FASP或S-Trap等高效酶解方法将蛋白裂解为肽段，并脱除可能干扰修饰富集的杂质（如盐、脂类等）。

 

二、乳酰化蛋白质组学肽段富集

乳酰化肽段在复杂样本中丰度极低，通常需通过特异性抗体富集手段进行前处理。

1、Kla特异性抗体选择

市面上已有商业化的抗乳酰化抗体，可特异识别Kla修饰肽段。抗体质量直接影响富集效率与特异性。

 

2、富集流程

固定化抗体（磁珠或琼脂糖载体）与肽段孵育，结合乳酰化肽

（1）洗涤步骤去除非特异性结合

（2）使用低pH洗脱液回收目标肽段

（3）真空干燥、复溶用于质谱上机分析

 

富集效率决定下游检测的深度与可靠性，建议在富集前进行一次总肽段质谱检测作对照。

 

三、质谱分析

1、LC-MS/MS检测策略

（1）设备推荐：Orbitrap Exploris 480, Q Exactive HF-X 等高分辨率仪器

（2）采集模式：DDA（Data Dependent Acquisition）用于修饰位点发现，DIA（Data Independent Acquisition）用于全局定量

（3）分辨率要求：MS1 ≥ 60,000；MS2 ≥ 15,000 以上，确保识别低丰度修饰

 

2、鉴定参数设置

（1）搜索数据库需添加乳酰化（+72.021 Da）作为可变修饰

（2）开启site localization算法（如ptmRS、Ascore）确保位点置信度

（3）建议使用Percolator等算法进行假阳性控制（FDR < 1%）

 

四、数据分析：构建乳酰化蛋白的功能图谱

1、鉴定统计

• 乳酰化肽段数、蛋白数、修饰位点数

• 位点分布特征（N端富集、结构域分布等）

• Motif分析：识别乳酰化倾向性序列

 

2、功能注释

• GO富集分析：参与的生物过程、分子功能、细胞组分

• KEGG通路分析：关联的信号通路与代谢网络

• 蛋白互作网络（PPI）：乳酰化蛋白在调控网络中的地位

 

3、修饰定量（可选）

若实验设计包含不同处理组（如高糖 vs 正常糖），可通过标签定量（TMT/iTRAQ）或DIA无标定量，识别差异乳酰化蛋白。

 

四、百泰派克生物科技的解决方案与优势

作为专业的多组学服务提供商，百泰派克生物科技在乳酰化蛋白质组学领域提供一站式定制化分析服务：

 



 

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乳酰化蛋白质组学是深入理解代谢-表观遗传调控网络的重要手段。从高效富集到高精度鉴定，再到系统级的功能挖掘，每一环节都需要专业技术与科学策略的协同。百泰派克生物科技将持续投入于翻译后修饰组学平台的优化，助力广大科研人员深入解码乳酰化的生物学意义，推动其在基础研究与临床转化中的应用落地。

 

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