近期,中科院合肥研究院智能所黃青研究員課題組利用紅外和拉曼光譜識(shí)別賴氨酸乙酰化特征,為生物系統(tǒng)中蛋白質(zhì)乙?;Y(jié)構(gòu)分析提供了理論和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。相關(guān)研究成果發(fā)表在國(guó)際光譜專業(yè)期刊Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy上。
乙酰化是生物學(xué)中常見且極其重要的蛋白質(zhì)修飾,在細(xì)胞代謝中都起著關(guān)鍵性的調(diào)節(jié)作用。蛋白質(zhì)乙酰化有兩種方式,一是賴氨酸殘基特有的乙?;?,二是多種氨基酸殘基都可發(fā)生的N-末端
乙?;?。目前一般用N-末端乙酰轉(zhuǎn)移酶來標(biāo)記判斷賴氨酸殘基是否發(fā)生
乙酰化,但該方法的準(zhǔn)確性仍存在爭(zhēng)議。在分子水平識(shí)別蛋白質(zhì)乙?;悄壳把芯刻魬?zhàn)之一,其關(guān)鍵是對(duì)賴氨酸的乙酰化進(jìn)行準(zhǔn)確定位表征,由此獲得清晰和系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。
針對(duì)這種情況,研究團(tuán)隊(duì)通過紅外和拉曼光譜實(shí)驗(yàn)以及密度函數(shù)理論(DFT)計(jì)算,系統(tǒng)地研究L-賴氨酸三種乙酰化類型(、
和
)的結(jié)構(gòu)變化及相應(yīng)的振動(dòng)光譜特征,發(fā)現(xiàn)酰胺基、羧基等基團(tuán)的紅外和拉曼特征譜帶能用于有效識(shí)別不同的乙酰化類型。換言之,從紅外和拉曼光譜特征即可判斷賴氨酸是否乙?;部膳袛噘嚢彼岚l(fā)生了
乙?;?,還是
乙?;?,或者
同時(shí)乙酰化。同時(shí),研究團(tuán)隊(duì)對(duì)乙酰化的振動(dòng)光譜識(shí)別策略在多肽模型中也得到驗(yàn)證?;诖耍擁?xiàng)研究工作提供乙?;嚢彼岬恼駝?dòng)模式解析,并提出賴氨酸乙酰化的光譜識(shí)別和新的表征方法,為生物系統(tǒng)中蛋白質(zhì)乙?;Y(jié)構(gòu)分析提供了理論和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。
該研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金和安徽省自然科學(xué)基金的資助。
文章鏈接:https://doi.org/10.1016/j.saa.2022.121371
賴氨酸和三種乙酰化賴氨酸的分子結(jié)構(gòu)
Lys-G4多肽及其賴氨酸殘基乙?;睦碚撚?jì)算紅外光譜(紅色為乙酰基,藍(lán)色為
乙?;?/p>