丙酰化修饰（K-Prop）蛋白质组学

什么是丙酰化？

丙酰化（Propionylation, K-Prop）是发生在赖氨酸 ε-氨基的短链酰基化修饰，由丙酰辅酶 A（Propionyl-CoA, C₃）将丙酰基 -CO-CH₂-CH₃ 转移到赖氨酸，引入 +56.0262 Da（精确质量增加，平差 +56.04 Da）质量标签。丙酰辅酶 A 主要来自支链氨基酸（异亮氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、苏氨酸，奇数链脂肪酸）和胆固醇代谢，最终通过甲基丙二酰辅酶 A 变位酶与维生素 B12 进入三羧酸循环。

2007 年 Kim et al. 首次报道组蛋白丙酰化（H3K23prop），后续发现组蛋白丙酰化富集于活化的基因启动子，是转录激活的标志之一。

关键化学与生物学

• 位点：赖氨酸 K ε-氨基为主
• 质量标签：+56.0262 Da（精确）/ +56.04 Da（平均）
• 化学基团：线性丙酰 -CO-CH₂-CH₃
• 写入酶：p300 / CBP（KAT2A、GCN5 部分贡献）
• 去除酶：SIRT1、SIRT2、SIRT3 多酶协同
• 特殊生成路径：丙酰-CoA 也可由丙酸丙酰丙酸杆菌（P. propionicum）等肠道菌群产生

关键功能

1. 丙酸血症：PCCB / PCCA 基因突变导致丙酰-CoA 蓄积，引发罕见有机酸尿症
2. 组蛋白调控：H3K23prop 富集于活跃基因启动子
3. 肿瘤：2023 Cell Reports 报道 H3K14prop 在脑胶质瘤驱动表观重编程
4. 肠道菌群：产丙酸菌（如 Bacteroides、Veillonella）通过丙酰化调控宿主代谢

丙酰化修饰组学技术流程

1. 抗体富集

• 抗体：兔抗 K-Prop 抗体（Aimsmass 货号 AM10413）
• 富集缓冲：50 mM Tris-HCl pH 7.4 / 150 mM NaCl / 0.1% NP-40

2. 关键干扰修饰排除

3. LC-MS/MS

• 平台：Thermo Exploris 480
• 修饰：Lys +56.0262 + 同时设 Lys +42.0106 / Lys +42.0469 / Lys +14.0156

4. 关键分析

• KEGG：Propanoate metabolism / Valine, leucine, isoleucine degradation
• PCCB / PCCA 缺陷模型与健康对照比较
• 肠道菌群产丙酸菌丰度关联分析