深入解读蛋白乳酰化修饰及其常用标记手段

近年来，随着代谢组学与表观遗传学的交叉发展，蛋白质乳酰化修饰（Lactylation） 作为一种新兴的赖氨酸翻译后修饰（PTM），正逐步受到学术界的广泛关注。自2019年Nature首次报道以来，乳酰化已被证实广泛存在于组蛋白和非组蛋白中，参与基因表达调控、细胞代谢重编程等重要生命活动。

 

一、什么是蛋白乳酰化（Lactylation）？

蛋白乳酰化是指将乳酸衍生的乳酰基（lactyl group）共价修饰在蛋白质赖氨酸残基上的翻译后修饰形式，其结构类似乙酰化，但来源于代谢产物乳酸（L-lactate）。该修饰通常由酰基转移酶催化，也可能以非酶途径发生。

1、分子结构特征

 

• 修饰基团：CH₃CH(OH)CO–（乳酰基）
• 靶点残基：赖氨酸（K）
• 分子量增加：+72.021 Da（对质谱解析尤为关键）

 

2、生物学意义

 

• 在缺氧、Warburg效应或炎症状态下，细胞内乳酸积聚，驱动乳酰化水平升高；
• 可调节组蛋白H3K18、H4K8等位点，参与炎症因子（如Arg1, IL-6）转录激活；
• 在巨噬细胞极化、肿瘤微环境重塑、干细胞分化等中扮演重要角色。

 

二、蛋白乳酰化的检测挑战

尽管乳酰化作为新兴修饰形式令人兴奋，但其检测依然面临诸多挑战：

因此，富集手段的优化和高分辨率质谱平台的应用是乳酰化研究中的关键技术支撑。

 

三、常用乳酰化标记与富集策略

1、抗乳酰化赖氨酸抗体富集（Anti-Kla Immunoprecipitation）

 

• 使用特异性Anti-Kla抗体进行免疫沉淀，可富集乳酰化肽段；
• 是目前最常用且较为成熟的乳酰化富集方式；
• 缺点在于依赖抗体质量，特异性与批间重复性需严格评估。

 

2、化学衍生标记（Chemical Labeling）

为克服抗体依赖问题，部分研究采用化学衍生方法增强乳酰化信号的识别效率：

 

• 通过特异性试剂（如NH₂OH处理）修饰乳酰基，从而实现标签标记或衍生捕获；
• 结合亲和富集（例如生物素标记、磁珠拉下）进行目标肽段筛选；
• 对乳酰化位点研究极具前景，但目前尚不普及。

 

3、Stable Isotope Labeling（稳定同位素标记）

 

• 可用于乳酰化蛋白的定量比较（如不同处理组之间）；
• 如SILAC、TMT、iTRAQ等均可与富集手段结合使用；
• 有助于理解乳酰化动态变化趋势，适用于功能机制研究。

 

四、基于质谱的乳酰化蛋白组学分析流程

在百泰派克生物科技，我们整合了抗体富集 + 高分辨质谱 + 专业数据库分析的一体化乳酰化蛋白组学平台：

1、样本预处理与蛋白提取

 

• 支持多种类型：组织、细胞、免疫细胞系等；
• 优化裂解缓冲液配方，保护乳酰化修饰稳定性。

 

2、蛋白酶解与抗体富集

 

• 胰蛋白酶标准化酶解流程；
• 严选抗Kla抗体，进行肽段级别富集。

 

3、LC-MS/MS检测

 

• 使用Orbitrap Exploris 480 + nanoLC系统；
• 支持DDA与DIA双模式，灵敏度高，定量稳定。

 

4、数据分析

 

• 基于Unimod乳酰化位点数据库进行开放搜索；
• 使用Proteome Discoverer + MaxQuant + Spectronaut整合分析；
• 输出蛋白/位点层面的定量矩阵、富集通路分析、可视化图表。

 

五、百泰派克生物科技乳酰化蛋白组学服务优势

 

蛋白乳酰化作为继乙酰化、甲酰化之后的新兴翻译后修饰形式，拓展了我们对代谢-表观-转录网络的理解。随着质谱技术与富集手段的不断发展，乳酰化研究将从组蛋白延伸至更广泛的信号通路与疾病模型。百泰派克生物科技致力于打造精准、高通量、个性化的蛋白组学解决方案。若您对乳酰化修饰研究、质谱检测方案或课题设计有任何疑问，欢迎联系我们获取技术支持与合作建议。

 

 

 

 

百泰派克生物科技特色项目

 

一、蛋白测序

百泰派克生物科技使用Thermo公司新推出的Obitrap Fusion Lumos质谱仪及岛津公司埃德曼降解测序系统对蛋白质序列进行分析，提供基于质谱的蛋白测序分析服务，包括对蛋白质的氨基酸组成分析，N端测序，C端测序和全序列分析，以及基于埃德曼降解的蛋白质N端序列分析服务。对于未知理论序列的蛋白质，提供基于从头测序法的蛋白质从头测序服务，对蛋白序列进行分析。

 

※服务优势：

1.采用目前世界上先进的质谱仪器 Obitrap Fusion Lumos;

2.可实现对所测定靶蛋白序列 100% 的覆盖;

3.可测定蛋白N端多达 70个氨基酸序列;

4.可测定多种形式的样品: 蛋白溶液、PVDF 蛋白条带;

5.样品用量低: 蛋白样品仅需 5-10ug，即可完成检测;

6.测序不受N端封闭，PEC和和糖基化等N端修饰的影响。

 

 

二、蛋白质组学

百泰派克生物科技采用Thermo Fisher的Orbitrap Fusion Lumos质谱平台结合Nano-LC，提供定量蛋白质组学、靶向蛋白质组学、多肽组学、翻译后修饰蛋白组学等多种蛋白质组学分析服务。此外，百泰派克生物科技新推出基于timsTOF Pro的4D蛋白质组学服务，助力微量样本蛋白组学、大样本群医学及高通量修饰组学等研究工作。

 

※服务优势：

1 .高通量定量蛋白分析:多对照组大规模实验分析，发现新的生物标记物;

2.体内体外多种蛋白质标记方法，适用于分析组织、细胞、血液等多种样品;

3.质谱分析灵敏度高，实验结果重复度高;

4.可检测较低丰度蛋白，线性范围广;

5.专业生物信息学分析，分析更系统准确。

 

 

三、单细胞质谱流式技术分析

百泰派克生物科技采用Fluidigm质谱流式系统进行单细胞质谱流式技术分析，采用金属元素标记物（通常是金属元素标记的特异抗体）标记细胞表面和内部的分子，然后用流式细胞原理分离单个细胞，再用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）分析单个细胞的原子质量谱，最后将原子质量谱数据转换为细胞表面和内部的信号分子表达量。

 

※服务优势：

1.技术先进，填补技术空白

采用金属标记抗体技术，避免了传统流式荧光通道少且易相互影响的问题。可在单细胞层面上对多种指标同时进行表征，百泰派克生物科技可做到同时检测51个目标蛋白。

2.分析数量大，成本较低

单细胞RNAseq受成本等因素限制，所有样本细胞汇总的分析数目一般在2x10^4个左右，而流式质谱技术一次（单样本）就可分析至少10^5的细胞，实现了数量级的提高，且成本不高于单细胞RNAseq。

3.应用前景大

①流式质谱结果可以给出细胞亚群的变化，在临床诊断、疾病机制研究等方面具有极大的研究前景；

②将金属标签技术与其他技术结合会有新应用方向。除常规蛋白外，质谱流式细胞技术还可用于蛋白翻译后修饰；

③可检测细胞存活率、细胞大小、mRNA转录子表达量、DNA合成速率以及蛋白酶活性等。

 

 

四、基于高精度质谱的免疫多肽组学分析及新抗原发现

百泰派克生物科技的基于高精度质谱的免疫多肽组学分析及新抗原发现一站式解决方案包括我们专有的、高度敏感的免疫肽富集和鉴定方案。我们能够帮助您实现10,000个以上I型多肽和10,000个以上II型多肽的鉴定和识别。通过我们优化的高通量免疫多肽组学分析平台进行免疫肽组学分析，可从最小的样品材料中进行可重复的识别和定量。该服务可以应用于大规模的研究，旨在助力科研工作者寻找癌症、免疫疾病及传染病的解决方案，深入挖掘未知的靶标。

 

 

五、生物药物表征

百泰派克基于高分辨率质谱技术，MALDI TOF，高效色谱分离技术，提供一系列完善的生物药物分析方案，从蛋白质、多肽、抗体、疫苗等生物制品的氨基酸组成和一级结构分析，到产品变异性和纯度分析。旨在提供优质生物药物分析服务，帮助生物医药生产商提高生物药物品质。

 

 

百泰派克生物科技七大检测平台

 

 

 

百泰派克生物科技-生物制品表征，生物质谱多组学优质服务商

北京百泰派克生物科技有限公司致力于为生物/制药和医疗器械行业提供质量控制检测和项目验证等专业服务。公司实验室遵循NMPA、ICH、FDA和EMA等的法规和指导原则，通过CNAS/ISO9001双重质量体系认证，建立了完备的质量体系，数据冷热/异地备份，设备定期计量/期间核查，软件审计追踪，为客户提供一体化解决方案和技术服务，支持新药研发、药物申报注册和生产放行。

1.公司采用ISO9001质量控制体系，专业提供以质谱为基础的CRO检测分析服务；

2.获国家CNAS实验室认可，为客户提供符合全球药政法规的药物质量研究服务；

3.业务范围覆盖蛋白质组学、多肽组学、代谢组学、生物药物表征、单细胞分析、单细胞质谱流式、生信云分析以及多组学生物质谱整合分析等；

4.七大质量控制检测平台，满足您一站式服务需求；

5.服务3000+企业，10000+客户的选择；

6.致力于为您提供优质的生物质谱分析服务!