食物中含有大量的乙?;揎椀鞍祝壳吧胁磺宄в幸阴;揎椀牡鞍踪|(zhì)被攝食后,其乙?;揎椀馁嚢彼釟埢欠駮砸阴Y嚢彼岬姆绞街苯颖晃者M(jìn)入動物體,。乙?;揎椀馁嚢彼崾且环N存在于人體外周血的物質(zhì),,其生物學(xué)功能尚無相關(guān)報道,。
2024年12月4日,,華中科技大學(xué)同濟醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院王玉剛課題組與郭雨松課題組合作,在Advanced Science期刊上在線發(fā)表了文章Co-Translational Deposition of N6-Acetyl-L-Lysine in Nascent Proteins Contributes to the Acetylome in Mammalian Cells,,揭示了食物蛋白來源的乙酰賴氨酸(AcK)直接參與蛋白質(zhì)翻譯的過程,,產(chǎn)生帶有乙酰化修飾的新生蛋白質(zhì),,調(diào)控哺乳動物細(xì)胞的蛋白質(zhì)乙?;揎棃D譜。

該研究發(fā)現(xiàn):哺乳動物在攝入乙?;揎椀氖澄锏鞍缀?,經(jīng)消化產(chǎn)生乙酰賴氨酸,隨外周血循環(huán)進(jìn)入到細(xì)胞內(nèi),,被細(xì)胞內(nèi)的賴氨酰tRNA合成酶(KARS)“誤認(rèn)為”底物,,催化產(chǎn)生乙酰賴氨酰tRNA。后者將乙酰賴氨酸直接插入新生多肽鏈,,在蛋白質(zhì)翻譯過程中直接將乙?;鶊F引入新生多肽,產(chǎn)生帶有乙?;揎椀男律鞍?。這種修飾方式發(fā)生在蛋白質(zhì)翻譯的過程中,因此作者將這種蛋白質(zhì)修飾產(chǎn)生的方式命名為蛋白質(zhì)共翻譯修飾(co-translational modification, coTM),。

自蛋白質(zhì)修飾現(xiàn)象被發(fā)現(xiàn)以來,,蛋白質(zhì)翻譯后修飾(post-translational modification, PTM)一直被認(rèn)為是生命體內(nèi)“唯一”的酶催化的修飾模式。PTM依賴于成熟的修飾酶與修飾底物蛋白之間的相互作用,,因此PTM只能發(fā)生在底物蛋白的結(jié)構(gòu)表面,。然而coTM修飾發(fā)生在新生多肽鏈合成階段,形成于被修飾蛋白空間結(jié)構(gòu)形成之前,,其修飾位點不受空間位置的限制,,因此作者在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)內(nèi)部發(fā)現(xiàn)了coTM介導(dǎo)的賴氨酸乙酰化修飾,。蛋白質(zhì)共翻譯修飾(coTM)和蛋白質(zhì)翻譯后修飾(PTM)在機制模式上有著本質(zhì)的區(qū)別,。然而,細(xì)胞內(nèi)coTM與PTM所產(chǎn)生的蛋白質(zhì)修飾在化學(xué)性質(zhì)上是一致的,,它們密切互作,,共同參與細(xì)胞穩(wěn)態(tài)的維持。
蛋白質(zhì)共翻譯修飾現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)和分子機制的闡明,豐富了學(xué)界關(guān)于哺乳動物細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)修飾機制類型的認(rèn)識,,將學(xué)界關(guān)于蛋白質(zhì)修飾的認(rèn)識由蛋白質(zhì)表面拓展到蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)內(nèi)部,,豐富了蛋白質(zhì)修飾圖譜,為進(jìn)一步理解蛋白質(zhì)修飾圖譜與細(xì)胞穩(wěn)態(tài)維持的互作規(guī)律提供新的理論,。
華中科技大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院博士研究生郭丁源,、李楠、張小燕為本文共同第一作者,。華中科技大化學(xué)與化工學(xué)院王龍副教授,,基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院歐陽珠清教授為本工作提供了重要支持。該研究獲國家自然科學(xué)基金委,、華中科技大學(xué)自主創(chuàng)新基金,、細(xì)胞架構(gòu)研究中心的支持。