拿到组学数据,如何聚焦到单个乳酸化位点?乳酸化修饰酶如何寻找?D-乳酸化研究思路如何设计?|这题我会·乳酸化篇

大家好,景博士又和大家见面啦!【这题我会】问答专栏旨在解答科研人员在蛋白质(修饰)组学实验设计、数据分析等方

邹文安邹文安2025-06-25
拿到组学数据,如何聚焦到单个乳酸化位点?乳酸化修饰酶如何寻找?D-乳酸化研究思路如何设计?|这题我会·乳酸化篇


大家好,景博士又和大家见面啦!【这题我会】问答专栏旨在解答科研人员在蛋白质(修饰)组学实验设计、数据分析等方面的各类疑问。关于蛋白质组学你想了解的,从技术原理、热点动态,到研究思路、实验方案设计,有疑问,记得私信留言告诉我们!景博士为你解答!


自乳酸化修饰发现后,越来越多研究表明,乳酸及乳酸化不仅在细胞命运调控、细胞信号传递、基因表达调控以及细胞代谢等过程中发挥关键作用,在炎症反应、免疫调节、肿瘤微环境的构建、心脑血管功能的维持中也展现了独特而深远的生物学意义。本期【这题我会】,聚焦乳酸化修饰研究中的常见问题。以下几道问题,景博士为您解答:


4D组学数据拿回来之后发现一个蛋白有很多个乳酸化修饰位点的情况,这种情况如何处理?是如何一步一步聚焦在某个位点进行研究的?请问如果与对照组相比,某一蛋白质乳酸化修饰升高,但其自身表达下降,我该从哪些方面展开研究?



首先第一个问题,当蛋白有多个乳酸化修饰位点,需要视不同的情况而定。
一般研究乳酸化会有不同组别(例如癌和癌旁),我们可以通过比较分析不同组别之间,哪些乳酸化修饰位点发生了显著的改变,提示这些位点可能是主要贡献者,通常只有几个甚至一个。

如果没有不同组别,我们只是单纯从一组样本来看蛋白不同位点的哪些乳酸化修饰会发挥功能。那么我们在利用乳酸化修饰组学发现到多个位点后,接着需要用点突变的方式单独去验证其功能。

第二个问题,如果蛋白质乳酸化修饰升高,但其自身表达下降。首先可以关注这个差异的科学问题本身,也就是乳酸化修饰水平的升高是不是为了弥补蛋白自身表达降低?另一个更有价值的研究方向还是在乳酸化修饰侧。即使蛋白本底水平和乳酸化修饰并没有关联,乳酸化修饰的升高的原因及导致下游生物学的改变更具有研究价值。

请问:在乳酸未升高情况下,泛乳酸化水平上调,可能是什么原因造成的?如何排除多种分子表型变化不是由于乳酸本身?因为乳酸本身也是重要代谢产物。

第一个问题,有两种可能。首先乳酸化修饰的发生并不只能乳酸有关,还存在多种修饰调控酶的存在,例如修饰酶和去修饰酶。所以完全有可能是修饰调控酶的改变导致了整体(泛)乳酸化水平上调;另一种可能是由于乳酸穿梭效应,乳酸因为是小分子,可以穿梭与细胞间或通过血液传递至机体各个部位,可能是由于穿梭效应没有观察到乳酸显著升高,但实际已发生了乳酸化修饰。

第二个问题,有多因素可以导致乳酸发生改变,从分子生物的角度,可以观察乳酸代谢酶(LADH)和乳酸化调控蛋白(修饰酶和去修饰酶)两个角度去排除。

请问怎么找与乳酸化相关新的修饰酶(比如writer,reader,ereaser等)?同时是不是也需要去做已报道的修饰酶验证?筛选了 Writer和Eraser,是不是不需要做Reader?什么情况下才需要检测Reader?

这是个很好的问题,由于乳酸化修饰调控酶的发现往往具有较高的创新性。如果是已有明确的蛋白可以发生乳酸化,在后续功能研究中想找到其对应的乳酸化修饰调控酶,可以采用全基因组CRISPR筛选(Genome-wide CRISPR screening),详细的方法及验证可以参考景杰生物今年合作的Cell文章(点击链接阅读:Cell | 苏州大学周芳芳:AARS1介导p53乳酸化促进肿瘤发生新机制)。另外,Reader的研究相对比较有挑战,由于其更多作为识别功能,更多研究集中组蛋白、DNA或者RNA修饰上,截至目前关于乳酸化修饰的Reader仍不清楚,具有极大研究空间,欢迎老师和景杰生物共同探索。

请问L-乳酸化和D-乳酸化修饰调控的机制是否一致?D-乳酸化修饰目前没有文章,是否可以参考L-乳酸化修饰的思路设计实验?L-乳酸化和D-乳酸化的抗体特异性如何?可以有效区分L-乳酸化和D-乳酸化吗?L-乳酸和D-乳酸的writer和eraser是共用的吗?

L-乳酸化调控因有大量的研究基础,其调控机制相对明确,但D-乳酸化修饰研究仍处于一篇蓝海,并不清楚其调控机制,D-乳酸化修饰调控蛋白目前仍没有相关报告,因此暂时不能确定L-乳酸化和D-乳酸化修饰调控的机制是否一致,也并不清楚L-乳酸化和D-乳酸化的writer和eraser是否共用。D-乳酸化修饰也是乳酸化修饰的一种,完全可以参考L-乳酸化的思路设计实验,例如从D-乳酸的含量变化出发,期待老师与景杰生物合作探索。

景杰生物独家研发的D-乳酸化和L-乳酸化修饰抗体经过了高可信的严格验证,具有高度的特异性,能够有效区分不同的乳酸化修饰类型。详细的测试数据可以参考:旋光二重奏:揭秘L-/D-乳酸化的“双面人生”。

以上就是本期【这题我会】的所有内容,若老师同学们还有更多想要了解的蛋白质(修饰)组学问题,欢迎您随时私信景杰生物,景博士将整理并在【这题我会】专栏中解答您的疑问,同时为您献上神秘好礼一份,期待您的留言!

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