蛋白乳酰化定量分析流程详解

    蛋白乳酰化(protein lactylation)是新兴的赖氨酸翻译后修饰,近年来在表观遗传学、免疫代谢、肿瘤生物学等领域备受关注。然而,相较于乙酰化或磷酸化等经典修饰,乳酰化的检测与定量分析技术尚处于探索阶段,研究者在实验设计、样本处理、数据解读等方面常面临挑战。本篇文章将系统梳理蛋白乳酰化定量分析的标准流程,涵盖从样本准备到质谱数据解析的每一个关键步骤,助力科研人员高效获取高质量、可重复的乳酰化修饰组数据。

     

    一、蛋白乳酰化定量分析的技术挑战

    乳酰化修饰具有以下几个技术特点:

    1、修饰位点未知:迄今仅报道数百个位点,数据库积累不足;

    2、丰度低、信号弱:乳酰化通常发生在低丰度蛋白或低比例赖氨酸残基;

    3、特异性抗体匮乏:商用抗乳酰化抗体较少,且特异性有待验证;

    4、共修饰干扰强:乳酰化位点常与乙酰化、甲酰化等修饰交叉,难以区分。

     

    因此,开展高质量乳酰化组学研究,依赖于精准的富集手段、高灵敏度的质谱平台和高通量的数据处理流程

     

    二、蛋白乳酰化定量分析流程

    整个分析流程可分为六大核心步骤:

    1、样本预处理与蛋白提取

    选择合适的样本类型和处理方式是成败的第一步:

    (1)样本类型:细胞、组织、血清或体液皆可,但需注意乳酸代谢活跃性;

    (2)蛋白提取缓冲液:推荐使用含去污剂、抑制剂的裂解液,确保保留修饰状态;

    (3)蛋白定量与质控:确保样本间蛋白量一致,避免引入系统误差。

     

    百泰派克生物科技建议在裂解缓冲液中加入组蛋白去乙酰酶/去乳酰酶抑制剂(如NAM, TSA),保护内源性乳酰化修饰。

     

    2、蛋白酶解与肽段准备

    (1)通常采用胰蛋白酶(Trypsin)进行蛋白酶解;

    (2)联合使用Lys-C提高消化效率;

    (3)酶解后的肽段应使用C18柱进行脱盐纯化,去除干扰物质。

     

    高质量酶解是保证乳酰化肽成功鉴定的基础。百泰派克生物科技推荐进行肽段QC(如BCA法、SDS-PAGE检测)以评估消化完整性。

     

    3、乳酰化肽段富集

    富集方式一:抗乳酰化抗体免疫沉淀(IP)

    • 目前主流方法是使用anti-Kla特异性抗体进行免疫富集;

    • 建议使用交联蛋白A/G磁珠,减少重链污染;

    • 可结合多轮IP或串联富集提高修饰肽捕获效率。

     

    富集方式二:多肽化学标记+亲和纯化

    • 利用乳酰基的化学特性进行选择性衍生化处理;

    • 然后通过亲和介质富集乳酰化肽段;

    • 该方法适合抗体不可用或非组蛋白乳酰化研究。

     

    百泰派克生物科技自主优化了乳酰化IP条件和缓冲体系,提升富集特异性与重复性。

     

    4、LC-MS/MS质谱分析

    (1)仪器平台推荐

    • 高分辨率质谱平台如Orbitrap Fusion Lumos 或 Exploris 480;

    • 常搭配纳流液相(nanoLC)系统以增强灵敏度。

    (2)分析模式

    • DDA(Data Dependent Acquisition) 适用于修饰位点发现;

    • DIA(Data Independent Acquisition) 适用于已知位点定量;

    • PRM(Parallel Reaction Monitoring) 用于靶向验证特定乳酰化位点。

     

    百泰派克生物科技基于丰富的PTM分析经验,开发了乳酰化专用质谱数据库搜索策略,有效识别低丰度修饰肽段。

     

    5、数据库搜索与修饰位点鉴定

    使用软件如 MaxQuant、Proteome Discoverer 或 Spectronaut,设置如下参数:

    • 修饰类型:Lysine lactylation (+72.0211 Da)

    • 蛋白酶切割方式:Trypsin/P

    • 数据库:Uniprot/RefSeq 人类/小鼠蛋白库

    • 质量偏差:前体离子 ±10 ppm,碎片离子 ±0.02 Da

    • 还需设定1% FDR控制假阳性率,并结合peptide score、site localization score(如PTM score)筛选高置信度乳酰化位点。

     

    6、蛋白乳酰化定量分析与生物信息学解读

    (1)定量方式

    • 标签法(如TMT/iTRAQ):多组样本并行分析,适合动态乳酰化研究;

    • 标记自由法(Label-free):不依赖标签,适合多样本探索;

    (2)下游分析

    • GO/KEGG通路富集,揭示乳酰化蛋白的功能网络;

    • motif分析,识别潜在修饰偏好序列;

    • 共修饰图谱绘制,探索与乙酰化/磷酸化的交互调控;

     

    百泰派克生物科技提供从原始质谱数据处理到生物学功能解读的一站式服务,协助您全面理解乳酰化修饰的生物学意义。

     

    蛋白乳酰化的发现为我们理解代谢与基因表达调控之间的联系提供了新视角。其检测难度虽大,但通过高灵敏度质谱平台+高特异性富集策略+成熟生信分析管线,科学家已可逐步揭示其在多种生物学过程中的关键角色。百泰派克生物科技提供覆盖全流程的蛋白乳酰化定量分析服务,包括:蛋白样本处理与修饰位点富集;高分辨率LC-MS/MS检测与数据解析;个性化定量策略设计(TMT、DIA、PRM等)。欢迎与我们沟通,获取技术方案或一对一项目评估,助您在乳酰化研究中走得更稳、更远。

     

    百泰派克生物科技——生物制品表征,多组学生物质谱检测优质服务商

     

    相关服务:

    蛋白质乳酸化修饰

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