PNAS：定量蛋白质修饰组学揭示Sirt5和琥珀酰化在心脏生理功能中的重要作用

包括乙酰化、琥珀酰化等在内的蛋白质酰化修饰参与了广泛的代谢调节功能，而Sirt5也被证明具有去琥珀酰化活性。为了进一步康奈尔大学的林和宁教授及其同事通过二甲基标记的定量蛋白质修饰组技术，比较分析了野生型和Sirt5敲除的小鼠心脏的琥珀酰化修饰组，发现了一个脂肪酸代谢相关蛋白ECHA的活性在Sirt5敲除鼠的心脏中降低。进一步的研究表明这种调节作用与肥大型心肌病有关。林教授表示：“这项工作表明了Sirt5和琥珀酰化在心脏代谢功能上的重要作用。”

在这项研究中，林和宁教授及其同事使用基于质谱的二甲基化定量蛋白修饰组学比较分析了WT和Sirt5 KO小鼠的心脏。该技术路线使用了景杰生物(PTM Bio)生产的琥珀酰化泛抗体，找到了124个可能受到Sirt5调节的琥珀酰化蛋白。其中，脂肪酸代谢相关的ECHA蛋白上被鉴定到了28个琥珀酰化位点。进一步的WB实验证明的确Sirt5敲除后ECHA上的琥珀酰化水平会有显著提高，并且这种升高会导致ECHA活性的降低，ECHA活性的降低进而影响了心脏ATP的水平。最终，通过动物实验，证明了Sirt5的缺失可以通过影响琥珀酰化而导致肥大型心肌病。

林和宁教授及其同事指出，近年来包括琥珀酰化、巴豆酰化等新型修饰不断被发现。这些新修饰可能通过酶促或非酶促的方式影响蛋白质的功能，而蛋白质修饰组等方法是研究新型翻译后修饰(PTM)的有效工具。

参考文献：

Sadhukhan, S., Liu, X., Ryu, D., Nelson, O.D., Stupinski, J.A., Li, Z., Chen, W., Zhang, S., Weiss, R.S., and Locasale, J.W. (2016). Metabolomics-assisted proteomics identifies succinylation and SIRT5 as important regulators of cardiac function. Proceedings of the National Academy of Sciences 113.