蛋白质翻译后修饰（PTMs）的研究不断揭示细胞调控的复杂性，其中蛋白乳酰化（protein lactylation）正逐渐成为表观遗传学研究的新热点。作为继乙酰化、甲基化之后的新型赖氨酸修饰，乳酰化不仅参与代谢-转录调控网络，还可能在肿瘤、免疫和干细胞命运决定等生物学过程中扮演关键角色。那么，蛋白乳酰化是如何调控基因表达的？其背后的分子机制又有哪些？本文将带您一探究竟。

一、什么是蛋白乳酰化？

蛋白乳酰化，指的是乳酸衍生的乳酰基（lactyl group）共价修饰赖氨酸残基的过程。最早于2019年由Zhang等人在《Nature》报道，他们在小鼠骨髓源性巨噬细胞中首次发现组蛋白H3的K18位点存在乳酰化修饰（H3K18la），并提出乳酸可作为转录激活信号，连接细胞代谢状态与基因表达调控。与乙酰化类似，乳酰化也通过中和赖氨酸残基上的正电荷，改变染色质构象，从而影响转录因子的结合和基因启动子的活性。

二、蛋白乳酰化如何调控基因表达？

1、表观遗传调控的新层级

乳酰化是表观遗传调控的重要补充机制。当前研究显示，乳酰化修饰主要发生在组蛋白H3和H4的赖氨酸位点，尤其在高糖酵解条件下显著上调。例如，在缺氧或免疫激活状态下，乳酸积聚诱导H3K18la水平升高，进而激活促炎因子的转录。

机制简述：

* 高乳酸浓度 → 增加乳酰辅酶A（lactyl-CoA）合成

• 乳酰基通过特定酶（尚未完全明确，可能与乙酰转移酶类似）转移至组蛋白赖氨酸
• 组蛋白结构变化 → 染色质松散 → 增强转录活性

这一过程强调了代谢状态-表观遗传-转录程序之间的耦合机制。

2、与免疫基因表达密切相关

在巨噬细胞中，乳酰化修饰被证明促进M2型抗炎表型相关基因的表达，例如Arg1、Mrc1等。这一发现表明乳酰化可能参与免疫反应的时间调控机制：先由炎症因子启动急性反应，再由乳酰化介导转向炎症消退。此外，乳酰化标志物在肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）中也被发现有高表达，提示其可能参与肿瘤微环境的免疫逃逸。

3、潜在的转录协同因子招募机制

乳酰化修饰可能改变组蛋白表面特征，从而影响“reader”蛋白（如BRD家族蛋白）的结合。虽然目前尚未发现特异性的“乳酰化识别蛋白”，但其类似乙酰化的化学属性意味着这类识别模块可能存在，且在调控基因转录的精确性中起重要作用。

除组蛋白外，非组蛋白乳酰化也值得关注。尽管目前乳酰化研究聚焦于组蛋白，但非组蛋白乳酰化（non-histone lactylation）现象也已被观察到。包括代谢酶、转录因子等蛋白质上的乳酰化修饰，可能进一步拓宽其在细胞命运调控、信号转导和应激响应中的功能。

百泰派克生物科技助力乳酰化研究深入发展

蛋白乳酰化的发现推动了表观遗传调控的新范式，但其研究仍面临修饰位点难识别、修饰酶机制不明、功能验证难度大等挑战。高分辨率质谱技术、修饰位点富集方法以及乳酰化抗体的开发，是推动该领域研究的关键工具。百泰派克生物科技基于高灵敏度Orbitrap Fusion Lumos平台，构建了完善的蛋白翻译后修饰（PTM）定量分析流程，尤其适用于：

* 低丰度乳酰化修饰位点鉴定

• 乳酰化与其他修饰（如乙酰化、磷酸化）的共修饰网络分析
• 修饰动态变化的定量追踪

我们还可提供乳酰化修饰的靶蛋白功能验证服务，帮助科研人员系统解析乳酰化调控网络，加速科研成果的产出。从细胞代谢副产物到转录调控信号分子，乳酸通过乳酰化这一新颖方式展现了代谢-表观遗传-转录耦合的新机制。随着研究深入，蛋白乳酰化有望成为表观遗传调控网络中的关键节点，并为肿瘤免疫、慢性炎症、干细胞重编程等研究方向提供新的切入点。百泰派克生物科技致力于为您提供高质量的PTM组学解决方案，助力破解乳酰化背后的调控密码。

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。

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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。

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