科學家開發出蛋白質甲基化分析新技術

近日，中國科學院大連化學物理研究所研究員葉明亮團隊與中國科學院分子細胞科學卓越創新中心研究員程紅團隊、中國科學院上海營養與健康研究所研究員王澤峰團隊、研究員李國輝團隊合作，開發了一種基于代謝標記的蛋白質甲基化分析新技術，實現了蛋白質甲基化組的全景式分析。該方法不需要預先設置甲基化修飾類型，可以對多種甲基化修飾進行同時鑒定分析，為深度解析蛋白質甲基化的調控功能提供了新工具。相關成果發表在《自然-通訊》上。

蛋白質甲基化是一種常見的翻譯后修飾，在很多關鍵生理過程中都發揮著重要的調控作用。在已知的甲基化修飾類型中，精氨酸甲基化和賴氨酸甲基化已經得到了廣泛研究。甲基化修飾除了可以發生在精氨酸和賴氨酸上，還可以發生在其他氨基酸的側鏈上。但由于分析方法上的欠缺，到目前為止，對這些甲基化修飾進行鑒定分析仍然十分困難。

本工作中，合作團隊利用不同同位素組成的甲硫氨酸來標記蛋白上的甲基化位點，在經過酶解處理之后，同一甲基化肽段的輕標形式與重標形式在母離子層次上會存在特定的分子量差異，而這個分子量差異的大小是由肽段上甲基化修飾基團的數目決定的，因而可以通過這個分子量差異準確判斷出肽段上帶有的甲基化修飾的數目。合作團隊基于甲基化修飾引入的這一分子量特征，發展了一種基于代謝標記的甲基化鑒定分析新技術，實現了8種氨基酸甲基化的同時鑒定分析，并鑒定到了C3H1鋅指蛋白上的組氨酸甲基化。隨后，團隊確定了C3H1鋅指蛋白上組氨酸甲基化的結構為Nπ類型，并確定CARNMT1為對應的甲基轉移酶。

此外，團隊利用分子模擬對該甲基化修飾進行分析，發現組氨酸甲基化修飾是調控鋅指蛋白活性的一個通用機制。

相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-024-51979-2