一、為何巴豆酰化被視為一種新型關(guān)鍵組蛋白修飾？

蛋白質(zhì)翻譯后修飾是調(diào)控其結(jié)構(gòu)與功能的精密度機(jī)制，其中組蛋白修飾通過改變?nèi)旧|(zhì)狀態(tài)，對基因轉(zhuǎn)錄等核心生命過程實施表觀遺傳學(xué)調(diào)控。長期以來，磷酸化、乙酰化等經(jīng)典修飾類型已得到深入研究。然而，一種于2011年被系統(tǒng)鑒定的新型修飾------賴氨酸巴豆酰化，迅速成為表觀遺傳領(lǐng)域的前沿?zé)狳c。其發(fā)現(xiàn)源于對組蛋白修飾的系統(tǒng)性篩查，該研究一次鑒定了數(shù)十個新位點，并從中明確了巴豆酰化作為一種獨(dú)立、保守且功能獨(dú)特的修飾類型。與常見的乙酰化不同，巴豆酰化攜帶一個更大的、具有不飽和雙鍵的四碳巴豆酰基團(tuán)，這一結(jié)構(gòu)差異暗示其可能產(chǎn)生獨(dú)特的生物物理與功能效應(yīng)。隨后的研究證實，組蛋白巴豆酰化在基因組上并非隨機(jī)分布，而是特異性富集于活躍轉(zhuǎn)錄基因的啟動子及增強(qiáng)子區(qū)域，尤其在減數(shù)分裂后的精子細(xì)胞中，它在性染色體活性基因上呈現(xiàn)高豐度，提示其在生殖細(xì)胞發(fā)育與基因特異性激活中扮演特殊角色。這一發(fā)現(xiàn)突破了此前對組蛋白酰化修飾的認(rèn)知框架，開啟了從化學(xué)結(jié)構(gòu)到功能探索的新維度。

二、哪些酶催化并調(diào)控組蛋白巴豆酰化？

任何動態(tài)、可逆的蛋白質(zhì)翻譯后修飾都依賴于特定的"書寫"與"擦除"酶系統(tǒng)。對于巴豆酰化，研究揭示其"書寫"酶與經(jīng)典的乙酰化存在交集與分異。研究發(fā)現(xiàn)，重要的轉(zhuǎn)錄共激活因子p300不僅具有組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶活性，同時也是一種高效的組蛋白巴豆酰轉(zhuǎn)移酶。這意味著，p300能夠根據(jù)細(xì)胞內(nèi)的代謝物環(huán)境，催化將乙酰基或巴豆酰基轉(zhuǎn)移至組蛋白賴氨酸殘基上。這種雙重催化活性為理解不同酰化修飾的協(xié)同與拮抗提供了關(guān)鍵線索。值得注意的是，某些研究提示可能存在更為特異的巴豆酰轉(zhuǎn)移酶，其具體成員與調(diào)控機(jī)制仍在探索中。另一方面，組蛋白去巴豆酰化酶的鑒定也在逐步推進(jìn)，已知的某些III類去乙酰化酶家族成員（如Sirtuins中的SIRT1、SIRT2、SIRT3）在體外及部分生理背景下被證實具有去巴豆酰化酶活性。這些"擦除"酶與"書寫"酶共同構(gòu)成了巴豆酰化修飾的動態(tài)平衡系統(tǒng)，其活性受細(xì)胞信號通路與代謝狀態(tài)的精密調(diào)控。

三、細(xì)胞內(nèi)代謝如何影響巴豆酰化修飾水平？

與乙酰化類似，巴豆酰化的底物------巴豆酰輔酶A，是細(xì)胞內(nèi)代謝網(wǎng)絡(luò)中的一個中間代謝物。它主要來源于短鏈脂肪酸的代謝、賴氨酸及色氨酸的分解等途徑。因此，細(xì)胞內(nèi)巴豆酰輔酶A的濃度直接受到營養(yǎng)狀態(tài)、能量代謝和特定代謝通路活性的影響。研究證實，通過遺傳或藥理學(xué)手段改變細(xì)胞內(nèi)巴豆酰輔酶A的濃度，可以顯著影響全局及特異位點的組蛋白巴豆酰化水平。例如，在巨噬細(xì)胞的炎癥反應(yīng)模型中，脂多糖刺激可通過重編程細(xì)胞代謝，提升巴豆酰輔酶A水平，進(jìn)而增強(qiáng)炎癥相關(guān)基因啟動子區(qū)域的組蛋白巴豆酰化，促進(jìn)基因轉(zhuǎn)錄。這一發(fā)現(xiàn)建立了"代謝物-染色質(zhì)修飾-基因表達(dá)"的直接聯(lián)系，揭示了細(xì)胞如何通過感知和整合代謝信號，通過巴豆酰化修飾這一表觀遺傳層面對環(huán)境變化作出適應(yīng)性轉(zhuǎn)錄響應(yīng)，是代謝與表觀遺傳交叉領(lǐng)域的典型范例。

四、巴豆酰化如何具體調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄過程？

巴豆酰化促進(jìn)基因轉(zhuǎn)錄的分子機(jī)制是多層次的。首先，從結(jié)構(gòu)生物物理角度，巴豆酰基團(tuán)相較于乙酰基更大且具有疏水性和剛性，當(dāng)其修飾于組蛋白尾部時，可能更有效地中和賴氨酸正電荷，并引入更強(qiáng)的空間位阻效應(yīng)，從而更顯著地削弱組蛋白與帶負(fù)電DNA骨架的相互作用，促進(jìn)染色質(zhì)開放。其次，巴豆酰化可作為特異的識別標(biāo)記，被含有"YEATS"結(jié)構(gòu)域等 reader蛋白識別和結(jié)合。這些閱讀器蛋白進(jìn)而招募其他染色質(zhì)重塑復(fù)合物或轉(zhuǎn)錄機(jī)器，共同促進(jìn)轉(zhuǎn)錄起始與延伸。功能性研究提供了直接證據(jù)：在體外轉(zhuǎn)錄體系或細(xì)胞模型中，當(dāng)特定組蛋白位點被引入巴豆酰化模擬修飾，或通過提高巴豆酰化水平后，其下游報告基因或內(nèi)源基因的轉(zhuǎn)錄活性被顯著增強(qiáng)，其效應(yīng)在某些情況下甚至強(qiáng)于乙酰化。這表明，巴豆酰化并非乙酰化的簡單冗余，而是具備獨(dú)特且高效的轉(zhuǎn)錄激活潛能。

五、提供巴豆酰化的廠商有哪些？

杭州斯達(dá)特生物科技有限公司自主研發(fā)的"Crotonyllysine Rabbit Polyclonal Antibody"（貨號：S0B1324），是一款具有高特異性、高靈敏度及廣泛反應(yīng)性的泛巴豆酰化修飾兔多克隆抗體。該產(chǎn)品采用精心設(shè)計的巴豆酰化修飾多肽作為免疫原，能夠特異性識別蛋白質(zhì)中的巴豆酰化賴氨酸（Kcr）修飾，為探索這一新興的酰化修飾在基因表達(dá)調(diào)控、細(xì)胞代謝及疾病發(fā)生中的作用提供了可靠的研究工具。

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產(chǎn)品信息

杭州斯達(dá)特是優(yōu)寧維旗下品牌，志在為全球生命科學(xué)行業(yè)提供優(yōu)質(zhì)的抗體、蛋白、試劑盒等產(chǎn)品及研發(fā)服務(wù)。依托多個開發(fā)平臺：重組兔單抗、重組鼠單抗、快速鼠單抗、重組蛋白開發(fā)平臺（E.coli,CHO,HEK293,InsectCells）、一步法ELISA平臺，PTM泛修飾抗體平臺，已正式通過歐盟98/79/EC認(rèn)證、ISO9001認(rèn)證、ISO13485認(rèn)證。

巴豆酰化如何重塑對組蛋白修飾與轉(zhuǎn)錄調(diào)控的認(rèn)知？