琥珀酰化概述
蛋白质琥珀酰化修饰是通过酰化反应将琥珀酰基添加到蛋白质赖氨酸残基上,是一种可逆的修饰类型,能够影响蛋白质的空间构象、活性、稳定性以及细胞内定位等特性。酶促琥珀酰化修饰主要受琥珀酰基供体、琥珀酰转移酶和去琥珀酰化酶的调控[1]。
赖氨酸琥珀酸化修饰是一种新发现的广谱、动态的翻译后修饰,在转录、增殖、能量代谢、自噬、免疫等方面发挥重要作用。琥珀酰基供体主要是琥珀酰辅酶 A,其主要来自于线粒体 TCA 循环中 α-酮戊二酸的氧化脱羧反应。琥珀酰化修饰与其他蛋白质翻译后修饰(如乙酰化、乳酸化)在调节蛋白质功能方面的串扰机制仍有待深入研究[2]。
琥珀酰化蛋白质组学的研究价值
琥珀酰化(Succinylation)是由 Zhang 等人在 2011 年鉴定的一种新型赖氨酸酰化修饰,琥珀酰辅酶 A 作为酰基供体将琥珀酰基团共价连接到蛋白质赖氨酸残基上。琥珀酰基团携带负电荷且体积较大,引入的电荷和构象变化比乙酰化更为显著,因此对蛋白质功能的影响更加深远。[3]
琥珀酰化蛋白质组学研究表明,琥珀酰化修饰在线粒体代谢酶中高度富集,直接调控三羧酸循环、氧化磷酸化和脂肪酸代谢等关键代谢通路。去琥珀酰化酶 SIRT5 的发现进一步证实了琥珀酰化的可逆调控特征,为代谢疾病和肿瘤代谢重编程研究提供了新的切入点。[4]
线粒体代谢与能量调控
琥珀酰化修饰在线粒体代谢酶中高度富集,包括 IDH2、SDHA、MDH2 等三羧酸循环关键酶。琥珀酰化修饰通过改变酶活性调控代谢通量,将线粒体代谢状态与蛋白功能直接联系起来。
肿瘤代谢重编程
肿瘤细胞中琥珀酰辅酶 A 代谢异常导致琥珀酰化修饰景观改变,影响组蛋白修饰和代谢酶活性。IDH 突变肿瘤中 2-HG 积累抑制 SIRT5 去琥珀酰化酶活性,导致全局琥珀酰化水平升高。
心血管代谢疾病
心肌细胞高度依赖线粒体氧化磷酸化供能,心肌代谢酶(如 ATP 合酶亚基、腺嘌呤核苷酸转位酶)的琥珀酰化修饰影响心脏能量代谢,与心力衰竭和心肌缺血损伤密切相关。
Aimsmass 技术方案
Aimsmass 基于专业的 LC-MS/MS 质谱平台,提供琥珀酰化蛋白质组学服务,可对生物样本进行全局琥珀酰化修饰定性分析。
琥珀酰化修饰富集与质谱鉴定
采用琥珀酰化赖氨酸特异性抗体(anti-Ksuc)进行免疫亲和富集,将琥珀酰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(+100.016 Da),系统性鉴定琥珀酰化位点。
琥珀酰化蛋白质组学定量策略对比
在全局鉴定琥珀酰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
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获取定制方案与报价相关蛋白质组学服务
- Hou X, et al. Protein succinylation: regulating metabolism and beyond. Frontiers in Nutrition. 2024;11:1336057. DOI:10.3389/fnut.2024.1336057 琥珀酰化
- Zhou T, et al. Function and mechanism of histone beta-hydroxybutyrylation in health and disease. Front Immunol. 2022;13:981285. DOI:10.3389/fimmu.2022.981285 羟基丁酰化
- Zhao G, et al. Protein post-translational modification by lysine succinylation: biochemistry, biological implications, and therapeutic opportunities. Genes Dis. 2023;10(4):1242-1262. DOI:10.1016/j.gendis.2022.03.009 方法学
常见问题
琥珀酰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琥珀酰化修饰景观图谱。
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。
琥珀酰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:琥珀酰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琥珀酰化位点?
Aimsmass 提供配套的琥珀酰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琥珀酰化修饰位点?
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琥珀酰化修饰位点。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。
