近日來自芝加哥大學Ben Mary癌癥研究所的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種新型的蛋白質(zhì)翻譯后修飾方式，并詳細闡述了其生物學作用。這一研究成果于9月16日在線發(fā)表在國際頂級生物學學術期刊《細胞》（Cell）上。

領導這一研究的是芝加哥大學Ben May癌癥研究所趙英明教授，其早年畢業(yè)于華東理工大學，1997年在生物醫(yī)學領域頂尖的洛克菲勒大學獲得博士學位，并隨后獲得大學教職，是當年洛克菲勒大學應屆畢業(yè)生中唯一未經(jīng)歷博士后階段而直接取得大學教職的博士學位獲得者。2008年至今擔任美國芝加哥大學終身教職副教授，2011年起被聘為中科院上海藥物研究所客座研究員。其主要方向是蛋白質(zhì)組學、蛋白翻譯后修飾和生物質(zhì)譜學。趙教授研究組是目前世界上發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)新修飾最多的實驗室，已首先報道了賴氨酸的丙?；⒍□；?、琥珀?；?、巴豆?；?、丙二酸酰等新蛋白修飾。曾在Cell, Nature, Science, Nat Chem Biol, Mol Cell, PNAS等一流學術期刊上發(fā)表多項研究成果。

前體蛋白是沒有活性的，常常要進行一個系列的翻譯后加工，才能成為具有功能的成熟蛋白。加工的類型是多種多樣的，一般分為四種：N-端fMet或Met的切除，二硫鍵的形成；化學修飾和剪切。這些翻譯后修飾具有重要的意義，通過這些修飾，蛋白上被加上小化學基團，比如乙?；淖饔檬菍⒁粋€乙酰基因吸附到蛋白質(zhì)，這是一種常見的修飾模式，蛋白的功能因此大大被改變。在幾種氨基酸中，賴氨酸由于其非凡的化學反應活性，常常成為被修飾的目標。

在最新的文章中，研究人員在細胞中篩查出了67個新組蛋白修飾標記，并由此發(fā)現(xiàn)了一種新型組蛋白翻譯后修飾方式——賴氨酸巴豆酰化（lysine crotonylation，Kcr) 修飾。通過進一步的結構及基因組定位分析，研究人員證實氨酸巴豆?；揎検且环N進化高度保守，且在生物學功能上完全不同于組蛋白賴氨酸乙酰化 (Kac)的蛋白質(zhì)修飾方式。研究人員發(fā)現(xiàn)在人類體細胞和小鼠精子細胞基因組中，組蛋白Kcr分布于基因活性轉(zhuǎn)錄啟動區(qū)域或增強子上。在減數(shù)分裂后的精子細胞中，Kcr高豐度集中在性染色體上標記睪丸特異性基因，其中包括大量性染色體活性基因。

新研究首次報道了新型蛋白質(zhì)琥珀酰化修飾后發(fā)現(xiàn)的又一種新型的蛋白質(zhì)修飾方式----賴氨酸巴豆?；揎棧㈥U述了其生物學功能。證明該修飾能與活性轉(zhuǎn)錄啟動區(qū)域和增強子密切作用，并與減數(shù)分裂后期精子細胞中性染色體的活性基因密切相關。這些研究發(fā)現(xiàn)對于深入了解蛋白的多項生物功能，以及蛋白翻譯后修飾對于蛋白功能的影響具有重要意義。