质谱在乙酰化蛋白质组学中的关键作用：从识别到定量
-
适用于多组学并行比较，能够评估不同处理条件下乙酰化水平的微小差异。
-
在药物筛选、时间梯度实验中广泛应用。
-
基于肽段强度进行统计分析，操作流程简便、成本低。
-
更适合高样本量的疾病队列研究。
蛋白质翻译后修饰（PTMs）是调控细胞功能的核心机制之一，而乙酰化（acetylation）作为最常见的PTM之一，在基因表达调控、染色质重构、代谢调节等多个生物过程中发挥作用。随着蛋白质组学研究的深入，科研人员愈发关注如何系统性地识别和定量乙酰化修饰，以揭示其在疾病发生、细胞应激和药物响应中的作用机制。质谱（Mass Spectrometry, MS）作为高灵敏度、高通量的核心技术平台，已成为乙酰化蛋白质组学研究的工具。从乙酰化肽段的选择性富集到高分辨率的质谱识别，再到TMT或无标记策略下的精准定量，质谱贯穿了整个乙酰化研究流程，显著提升了修饰蛋白的识别深度与定量准确性。
一、蛋白质乙酰化：关键的翻译后修饰机制
1、乙酰化的分类与功能
蛋白质乙酰化主要包括N-末端乙酰化（N-terminal acetylation）和赖氨酸残基乙酰化（lysine acetylation），其中后者更为常见，广泛参与调控蛋白稳定性、酶活性、蛋白互作和亚细胞定位等功能。
2、乙酰化的可逆调控机制
乙酰化修饰由乙酰转移酶（KATs）和去乙酰化酶（HDACs）动态调控，形成一套类似磷酸化系统的可逆调控网络。异常的乙酰化水平常与肿瘤、代谢紊乱、神经退行性疾病等病理状态密切相关。
二、乙酰化蛋白质组学研究的挑战
1、修饰丰度低、检出难度大
（1）乙酰化修饰在细胞内通常属于低丰度事件，难以在传统蛋白质组方法中被检出。
（2）大量背景蛋白信号可能掩盖乙酰化肽段，需高特异性富集策略辅助检测。
2、位点复杂性高，需精准定位
（1）同一蛋白可能存在多个赖氨酸乙酰化位点，具有高度结构异质性。
（2）部分位点与其他修饰（如甲基化、泛素化）存在竞争关系，增加解析难度。
3、样本处理流程影响数据质量
消化方案、抗体富集效率、肽段纯化方法均对检测灵敏度与重复性有显著影响。
三、乙酰化蛋白质组学的核心技术平台：质谱
1、富集策略：精准锁定乙酰化肽段
（1）免疫富集是目前主流方法，利用高亲和力抗乙酰化赖氨酸抗体提纯修饰肽段。
（2）配合多维分级策略，如高pH反相分离（HpH-RP），可有效提升检测通量和覆盖度。
2、高分辨率质谱仪助力高质量检测
（1）如Orbitrap Fusion Lumos、Q-Exactive HF-X等平台，具备亚ppm级质量精度与高速扫描能力。
（2）HCD（Higher-energy C-trap Dissociation）碎裂方式在保留乙酰化修饰的同时生成高质量的MS/MS图谱，便于修饰位点的准确定位。
3、定量策略：精确描绘乙酰化动态变化
（1）TMT/iTRAQ标记定量
（2）Label-Free无标记定量
四、生物信息分析：从质谱数据到机制洞察
1、修饰位点注释与功能富集分析
（1）借助数据库（如PhosphoSitePlus、Uniprot）进行位点识别与功能注释。
（2）结合GO、KEGG通路富集，挖掘关键生物过程与信号通路。
2、蛋白互作网络构建（PPI）
（1）通过STRING等数据库构建乙酰化蛋白之间的互作网络。
（2）识别潜在调控中心节点与协同调控模块。
3、定量动态变化分析
（1）统计乙酰化水平在不同处理组的变化趋势。
（2）结合组学或表型数据挖掘潜在机制。
五、应用场景：乙酰化修饰的研究前沿
1、肿瘤学：乙酰化修饰可调节癌基因和抑癌基因表达，在肿瘤分型与靶点发现中具有重要价值。
2、神经科学：研究乙酰化对突触蛋白、转录因子的调控，有助于揭示阿尔茨海默症等疾病机制。
3、表观遗传学：乙酰化是组蛋白修饰的重要形式，影响染色质构象和转录活性，成为研究转录调控的切入点。
4、药物作用机制：评估小分子对KATs/HDACs活性的干预效应，是表观药物开发的重要方向。
乙酰化蛋白质组学正成为解析生物调控网络的工具，而质谱则为这一研究方向提供了坚实的技术支撑。从肽段富集、高分辨检测到定量分析与生信解析，每一步都依赖高水平的质谱平台与专业的技术团队。百泰派克生物科技专注于高通量蛋白质组学服务，依托先进的Orbitrap系统与优化的富集方案，已协助多家高校与企业完成乙酰化修饰相关项目，成果覆盖肿瘤、神经、代谢、免疫等多个方向。欢迎联系我们，共同推动乙酰化蛋白质组学研究迈向更深层次。
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?
