乙酰化蛋白质组学在肿瘤代谢调控研究中的应用
肿瘤细胞代谢重编程（metabolic reprogramming）被视为癌症发展的核心标志之一。自 Otto Warburg 发现肿瘤细胞偏好无氧糖酵解（即“Warburg效应”）以来，代谢调控机制便成为肿瘤研究的前沿课题。与此同时，蛋白质的翻译后修饰（PTMs）日益被认为是代谢调控的重要分子开关，尤其是赖氨酸乙酰化（lysine acetylation），它不仅广泛存在于组蛋白上，参与基因转录调控，还普遍修饰代谢酶、信号分子及转运蛋白，深刻影响肿瘤细胞的代谢网络。借助高分辨率质谱，乙酰化蛋白质组学正快速发展为解析肿瘤代谢调控的新工具。
一、乙酰化修饰介入肿瘤代谢调控的方式
1、乙酰化与代谢酶活性的直接调节
越来越多证据表明，乙酰化修饰通过改变代谢酶的构象、底物亲和力或亚细胞定位，从而直接影响其催化活性。例如：
（1）“丙酮酸激酶M2（PKM2）”的乙酰化可抑制其活性，促进糖酵解中间产物向有利于增殖的合成代谢流动；
（2）“异柠檬酸脱氢酶（IDH）”乙酰化后导致NADPH生成受阻，改变细胞氧化还原稳态。
（3）研究表明，谷氨酰胺代谢相关酶 GLS（谷氨酰胺酶） 的乙酰化可以调节其催化效率，在某些肿瘤类型中，GLS的高乙酰化水平与乳酸生成减少、氧化磷酸化增强密切相关，提示乙酰化不仅调控糖代谢，也介入氨基酸代谢网络的重构。
2、乙酰化作为代谢状态的“传感器”
乙酰化反应依赖于乙酰辅酶A（Acetyl-CoA），其浓度受葡萄糖、脂肪酸代谢影响。因此乙酰化可被视为细胞代谢状态的“实时记录器”。在肿瘤细胞中，这种依赖性使其成为代谢改变的响应机制之一：
（1）营养丰富时，Acetyl-CoA水平升高，促进乙酰化修饰，进而抑制能量过剩的代谢酶；
（2）营养匮乏时，去乙酰化酶如SIRT家族被激活，调动氧化代谢以维持生存。
（3）不仅Acetyl-CoA水平影响乙酰化程度，NAD⁺浓度作为Sirtuin类去乙酰化酶的辅酶，也参与这一调控通路。近年来有研究指出，通过调节NAD⁺水平来控制SIRT1/3活性，可间接调控代谢酶的去乙酰化状态，从而影响肿瘤细胞能量代谢及抗氧化能力。
二、乙酰化蛋白质组学技术路径
1、高灵敏度富集策略
乙酰化肽段在总蛋白质组中的丰度极低，通常<1%。常用富集策略包括：
（1）抗乙酰化赖氨酸单克隆抗体免疫富集（IP）；
（2）结合TiO₂或IMAC等磷酸化富集方法，进行多种修饰的联合分析。
（3）近年来出现的串联亲和策略（Sequential Enrichment）进一步提高了乙酰化位点的捕获能力。例如，结合抗体富集与高pH反相分级（High-pH RP Fractionation），可以在单次实验中识别超过1万个乙酰化位点，适用于复杂组织或低丰度样本。
2、基于质谱的精确定量
富集后的肽段经纳流液相色谱（nanoLC）联用高分辨质谱（如Orbitrap Fusion、Exploris 480）进行识别与定量，常见的定量方式包括：
（1）Label-free定量：适用于前期筛查；
（2）TMT/iTRAQ标记：可多样本同时分析，提高数据通量；
（3）DIA（数据独立采集）：新一代定量策略，灵敏度和重复性俱佳。
（4）新的质谱采集方式：如BoxCar、timsTOF Parallel Accumulation Serial Fragmentation（PASEF）等，也被逐渐应用于乙酰化蛋白质组学中。这些方法通过提高离子利用率与扫描速度，在不增加分析时间的前提下，显著提升了修饰肽段的识别深度与定量精度。
乙酰化修饰作为一种高度动态的调控机制，为理解肿瘤代谢重编程提供了关键分子线索。随着质谱技术与富集策略的不断进步，乙酰化蛋白质组学正从基础研究快速迈向临床应用与药物开发。作为专注于蛋白质组与多组学研究的技术服务平台，百泰派克生物科技拥有超高灵敏度平台：搭载Thermo Exploris 480 + FAIMS Pro技术，结合深度乙酰化谱库；完整服务流程：从样本前处理、抗体富集、质谱检测到生信分析一站式完成；智能数据分析报告：精准定位乙酰化位点，支持GO/KEGG功能富集、代谢通路可视化、网络构建；科研合作模式灵活：支持多种交付方式与个性化定制，已为多家高校和药企提供乙酰化研究支持。百泰派克生物科技将持续推动翻译后修饰组学技术的发展，助力更多科研人员深入解析肿瘤代谢网络，拓展抗癌治疗的新边界。
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：
How to order?
