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)乙酰化結(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(jiàn)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酰化，二是多種氨基酸殘基都可發(fā)生的N-末端乙酰化。目前一般用N-末端乙酰轉(zhuǎn)移酶來(lái)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)乙酰化是目前研究挑戰(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(guò)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酰化，也可判斷賴氨酸發(fā)生了乙酰化，還是乙酰化，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。基于此，該項(xiàng)研究工作提供乙酰化賴氨酸的振動(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)乙酰化結(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酰化的理論計(jì)算紅外光譜（紅色為乙酰基，藍(lán)色為乙酰基）