乙酰化蛋白质组学研究入门指南(含样本制备与分析建议)
乙酰化作为蛋白质翻译后修饰(PTMs)中的一种重要类型,广泛参与细胞代谢、信号转导、基因表达调控等核心生命活动。尤其是在组蛋白调控、线粒体功能以及能量代谢重编程等研究中,蛋白乙酰化已成为探索疾病机制与筛选干预靶点的前沿方向。随着高分辨率质谱与高亲和富集抗体的发展,乙酰化蛋白质组学已成为研究细胞状态动态变化的关键手段。为了帮助科研人员更高效地设计实验方案并获取可靠数据,本文将作为一份乙酰化蛋白质组学研究入门指南(含样本制备与分析建议),系统梳理从样本前处理到质谱检测与数据解读的核心流程。
一、研究蛋白质乙酰化的原因
1、乙酰化的生物学功能
(1)组蛋白乙酰化:调控染色质结构与基因表达活性;
(2)非组蛋白乙酰化:影响蛋白稳定性、酶活性、蛋白-蛋白相互作用等。
例如,代谢酶如GAPDH、IDH、PKM2的乙酰化调控与糖酵解、TCA循环密切相关。大量研究表明,乙酰化修饰异常与癌症、神经退行性疾病、代谢综合征等密切相关。
2、全局 vs 定量分析
传统Western blot只能验证已知乙酰化蛋白,而质谱结合免疫富集技术可实现:
(1)全局乙酰化谱绘制;
(2)不同条件下乙酰化动态变化监测;
(3)定位具体乙酰化位点,揭示调控机制。
二、样本制备策略:从源头保证乙酰化修饰的真实性
1、蛋白提取:保护修饰,防止降解
(1)裂解液选择:推荐使用含Triton X-100或SDS的裂解缓冲液,同时添加去乙酰化酶抑制剂(如TSA、NAM)和蛋白酶抑制剂;
(2)操作温度:全程保持在4°C,快速操作,避免修饰丢失。
2、蛋白定量与酶切
(1)定量方法:推荐BCA法定量;
(2)酶切策略:Trypsin单酶切常用,也可搭配Lys-C双酶切,提高修饰覆盖率。
三、乙酰化肽段富集:提高低丰度修饰的检出率
1、免疫亲和富集(Immunoaffinity Enrichment)
(1)采用抗乙酰赖氨酸抗体偶联磁珠进行富集;
(2)建议每个样本使用1–5 mg肽段,优化抗体比例;
(3)洗脱后使用C18 desalting去除盐和干扰物。
百泰派克生物科技在乙酰化修饰研究中采用商业优化的高亲和抗体体系,并搭配低背景富集缓冲液,确保高特异性与一致性,为科研客户提供稳定可靠的乙酰化组学服务。
四、质谱检测建议:高灵敏度解析乙酰化位点
1、仪器选择
(1)推荐使用Orbitrap Fusion Lumos或Q Exactive HF-X等高分辨质谱仪;
(2)配合nanoLC-MS/MS系统以提高分离效率。
2、方法设置
(1)数据依赖采集(DDA)适合谱图覆盖率分析;
(2)数据独立采集(DIA)适合高通量、可重复定量研究;
(3)设置合适的动态排除时间与HCD碎裂能量,优化MS/MS谱图质量。
五、数据分析要点:乙酰化位点识别与定量
1、数据搜索与定性
(1)使用MaxQuant、Proteome Discoverer等工具;
(2)设置乙酰化(K)为可变修饰;
(3)控制FDR < 1%,提高修饰位点置信度。
2、修饰定量
(1)推荐label-free或TMT/iTRAQ定量;
(2)控制批间效应,采用中位数归一化等方法。
3、生物信息学分析
(1)GO/KEGG/Reactome路径富集分析;
(2)motif分析识别乙酰化偏好序列;
(3)蛋白互作与网络建模(如STRING、Cytoscape)。
蛋白乙酰化的研究已从组蛋白调控拓展至多类细胞内蛋白,成为解析疾病调控机制的重要方向。未来,结合多组学数据与功能验证,将进一步推动乙酰化修饰从基础研究走向转化医学。
百泰派克生物科技的乙酰化蛋白组服务优势作为国内领先的蛋白质组学服务平台,已结合十余年质谱积累与高水平生物信息分析能力,构建成熟的乙酰化蛋白组分析平台,优势包括:高效样本富集体系,修饰位点识别率高;多机型平台支持,涵盖DDA与DIA分析需求;专属生信分析报告,助力机制解析与文章发表;灵活对接各类课题,如癌症机制、药物靶点、代谢调控等。如您计划开展乙酰化蛋白质组学研究,欢迎联系百泰派克生物科技,我们将为您提供从实验设计到数据解读的一站式解决方案。
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