乳酸化概述
赖氨酸的乳酸化是通过改变葡萄糖代谢动力学和乳酸水平来调节的。消耗乳酸产生的糖酵解抑制剂会降低赖氨酸的乳酸化,而线粒体抑制剂或缺氧会增加乳酸产生,从而增加赖氨酸的乳酸化。这些发现建立了一种新的组蛋白修饰,可由乳酸盐特异性调节[1]。
在细胞生理学中,不同的组蛋白修饰对调控靶基因的转录过程具有重要意义。一些赖氨酸酰化修饰对糖酵解速率的变化有反应,包括组蛋白丁基化、组蛋白丙酰化和组蛋白 2-羟基异丁基化。组蛋白乳酸化的发现为糖代谢在独立于乙酰辅酶 A 的组蛋白修饰调节中的作用提供了新的认识[2]。
乳酸化蛋白质组学的研究价值
乳酸化(Lactylation)是 2019 年由芝加哥大学赵英明教授团队发现的一种新型翻译后修饰,由乳酸(Lactate)作为酰基供体,将乳酰基团共价连接到蛋白质赖氨酸残基上。作为糖酵解代谢的终产物,乳酸通过乳酸化修饰直接调控组蛋白和非组蛋白功能,建立了代谢与表观遗传之间的直接联系。[3]
乳酸化蛋白质组学在肿瘤微环境研究中尤为重要:肿瘤细胞的 Warburg 效应导致大量乳酸产生,乳酸化修饰广泛影响肿瘤相关巨噬细胞极化、免疫逃逸和基因表达重编程。系统性鉴定乳酸化位点为揭示"代谢-表观遗传"调控轴提供了关键分子信息。[4]
肿瘤微环境与免疫逃逸
肿瘤微环境中高浓度乳酸通过乳酸化修饰促进 M2 型巨噬细胞极化,抑制 T 细胞功能,构建免疫抑制微环境。乳酸化蛋白质组学可系统性揭示肿瘤代谢驱动的免疫逃逸机制。[4]
表观遗传与基因调控
组蛋白乳酸化(如 H3K18la、H4K12la)作为新型表观遗传标记激活基因转录,在巨噬细胞 M2 极化相关基因启动子区富集。该发现为 Warburg 效应的表观遗传学解释提供了直接证据。
炎症消退与组织修复
乳酸化修饰在炎症晚期促进巨噬细胞从促炎(M1)向抗炎(M2)表型转化,参与炎症消退和组织修复过程。该机制为理解炎症的自限性和慢性炎症疾病提供了新视角。
Aimsmass 技术方案
Aimsmass 基于专业的 LC-MS/MS 质谱平台,提供乳酸化蛋白质组学服务,可对生物样本进行全局乳酸化修饰定性分析。
乳酸化修饰富集与质谱鉴定
采用乳酸化特异性抗体(如 anti-Kla)进行免疫亲和富集,将乳酸化修饰肽段从复杂样品中高效分离。富集后的肽段经高分辨 LC-MS/MS 分析,结合可变修饰搜库策略(+72.021 Da),系统性鉴定乳酸化位点。
乳酸化蛋白质组学定量策略对比
在全局鉴定乳酸化修饰位点的基础上,定量分析可进一步比较不同生理/病理状态下修饰水平的动态变化。Aimsmass 提供多种定量策略供选择:
| 对比维度 | Label-free 非标记定量 | iTRAQ/TMT 标记定量 | DIA 数据非依赖采集 |
|---|---|---|---|
| 样本通量 | 无限制,灵活多样 | 最多 16 个样本同时标记 | 无限制,适合大队列 |
| 定量精度 | 中等,需较多技术重复 | 高,多通道内标校正 | 高,谱图库辅助定量 |
| 成本 | 最低,无试剂费用 | 较高,需标记试剂 | 中等 |
| 适用场景 | 样本量大、预算有限的探索性研究 | 精确比较少量样本间的修饰差异 | 大队列临床样本、时间序列研究 |
| 推荐 | Aimsmass 技术团队会根据您的实验设计和样本数量推荐最优定量方案 | ||
数据交付内容
修饰位点鉴定列表
包含修饰蛋白名称、修饰位点位置、修饰肽段序列、鉴定置信度评分(FDR 控制)。
原始质谱数据
提供全部 LC-MS/MS 原始数据文件(.raw/.mzML),支持后续独立数据分析与验证。
搜库结果与质控报告
数据库搜索结果(含搜库参数说明)、质控指标汇总(肽段/蛋白 FDR、鉴定数量统计)。
增值分析(可选)
差异修饰定量分析、GO 功能注释、KEGG 通路富集、蛋白互作网络分析等生信分析报告。
送样要求
| 样本类型 | 送样量/每个样本 |
|---|---|
| 常规动物组织 | 100mg |
| 软体动物组织 | 1g |
| 常规植物组织 | 1g |
| 植物果实及种子 | 2g-4g |
| 细胞样本 | 2×107 |
| 菌类样本 | 150mg |
| 最低蛋白质量:1mg | |
* 具体的样本制备和保存要求请参考送样指南,或联系技术支持获取定制化送样方案。
检测平台:Thermo Fisher Orbitrap Exploris 480 / Q Exactive HF-X 高分辨质谱仪(分辨率 240,000 @ m/z 200,扫描速度 40 Hz),搭配 EASY-nLC 1200 纳升液相色谱系统 + HPLC-MS/MS
开启您的乳酸化组学研究
提交咨询,Aimsmass 技术团队将根据您的课题定制实验方案和报价。
获取定制方案与报价相关蛋白质组学服务
- Xie Y, Hu H, Liu M, Zhou T, Cheng X, Huang W, Cao L. The role and mechanism of histone lactylation in health and diseases. Front Genet. 2022;13:949252. DOI:10.3389/fgene.2022.949252 乳酸化
- Wan J, Liu H, Chu J, Zhang H. Functions and mechanisms of lysine crotonylation. J Cell Mol Med. 2019;23(11):7163-7169. DOI:10.1111/jcmm.14650 酰基化
- Xu Y, Shi Z, Bao L. An Expanding Repertoire of Protein Acylations. Mol Cell Proteomics. 2022;21(3):100193. DOI:10.1016/j.mcpro.2022.100193 综述
常见问题
乳酸化蛋白质组学服务有什么优势?
操作容易简单,不需同位素标记,实验流程简单。高精度与准确性,可全局绘制修饰景观图谱,采用 Thermo Fisher Orbitrap Exploris 480 / Q Exactive HF-X 高分辨质谱仪(分辨率 240,000 @ m/z 200,扫描速度 40 Hz),搭配 EASY-nLC 1200 纳升液相色谱系统,获取更多肽段信息,找到更多修饰位点。检测范围广,可系统性绘制各种细胞或组织中乳酸化修饰景观图谱。
样本送样要求是什么?
常规动物组织 100mg,软体动物组织 1g,常规植物组织 1g,植物果实及种子 2g-4g,细胞样本 2×107 个,菌类样本 150mg,最低蛋白质量 1mg。具体的样本制备和保存要求请参考送样指南。
乳酸化蛋白质组学服务周期一般多长?
常规服务周期为 4-6 周,包含样本前处理、修饰富集、LC-MS/MS 检测和数据分析全流程。如样本量较大或有特殊需求(如多组学联用),周期可能适当延长。具体时间安排可在咨询时与 Aimsmass 技术团队确认。
交付的数据包含哪些内容?
标准交付内容包括:乳酸化修饰位点鉴定列表(含修饰蛋白名称、位点位置、肽段序列、FDR 评分)、LC-MS/MS 原始数据文件(.raw/.mzML)、搜库结果与质控报告(含搜库参数和鉴定统计)。可选增值服务包括差异修饰定量分析、GO 功能注释、KEGG 通路富集等生信分析报告。
组学发现后如何验证目标乳酸化位点?
Aimsmass 提供配套的乳酸化位点鉴定技术服务和验证试剂盒,可通过 Western Blot、定点突变和功能实验对组学发现的目标位点进行独立验证,形成"组学发现 → 靶向验证"的完整研究闭环。
一次实验能鉴定多少乳酸化修饰位点?
鉴定数量取决于样本类型、蛋白复杂度和修饰丰度。一般情况下,单次实验可鉴定数百至数千个乳酸化修饰位点。采用高深度分级分离策略可进一步提高鉴定覆盖度。Aimsmass 技术团队会根据研究目标推荐最优方案。
