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組蛋白乳酸化在表觀遺傳調控中的作用是什么?

組蛋白乳酸化在表觀遺傳調控中的作用是什么?

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產品名稱: 組蛋白乳酸化在表觀遺傳調控中的作用是什么?

英文名稱: What Is the Role of Histone Lactylation in Epigenetic Regulation?

產品編號: histone-lactylation-analysis-zh11

產品價格: 詢價

產品產地: 中國北京

品牌商標: 百泰派克生物科技

更新時間: 2026-04-23T11:03:39

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近年來,隨著代謝組學與表觀遺傳學研究的深入,科學家逐漸認識到細胞代謝狀態可以直接影響基因表達調控。在這一背景下,一種新型的組蛋白翻譯后修飾——組蛋白乳酸化(Histone Lactylation)逐漸成為生命科學領域的研究熱點。該修飾首次揭示了乳酸不僅是代謝產物,同時也是表觀遺傳調控的重要信號分子,為理解代謝重編程與基因表達之間的聯系提供了全新的視角。

 

一、什么是組蛋白乳酸化?

組蛋白乳酸化(Histone Lactylation,Kla)是一種發生在組蛋白賴氨酸殘基上的翻譯后修飾(Post-translational Modification, PTM)。在這一修飾過程中,乳酰基(lactyl group)被共價添加到賴氨酸側鏈上,從而改變組蛋白的化學性質和染色質結構。

該修飾最早在2019年被研究人員通過高分辨率質譜技術在巨噬細胞中發現。研究表明,當細胞進行糖酵解增強并產生大量乳酸時,乳酸可以通過代謝轉化參與組蛋白修飾,從而調控基因表達。

與傳統表觀遺傳修飾相比,組蛋白乳酸化具有以下特點:

  • 來源直接依賴細胞代謝
  • 響應代謝壓力與炎癥環境
  • 參與基因表達激活過程

目前已鑒定出多個乳酸化位點,例如:

  • H3K18la
  • H3K23la
  • H4K8la

這些修飾在不同細胞類型和生理狀態中呈現出明顯的動態變化。

 

二、組蛋白乳酸化的形成機制

1、乳酸代謝與乳?;鶃碓?/strong>

在細胞代謝過程中,葡萄糖通過糖酵解產生丙酮酸,并在乳酸脫氫酶作用下轉化為乳酸。當細胞處于缺氧、炎癥或腫瘤代謝重編程狀態時,乳酸水平會顯著升高。

積累的乳酸可以通過代謝途徑轉化為乳酰輔酶A(lactyl-CoA)或相關中間體,為組蛋白乳酸化提供供體。

因此,組蛋白乳酸化本質上是一種代謝驅動型表觀遺傳修飾。

 

2、催化酶與調控因子

研究發現,一些經典的組蛋白乙酰轉移酶也可能參與乳酸化修飾,例如:

  • p300/CBP

這些酶原本負責組蛋白乙?;?,但在特定條件下也可以利用乳?;w催化乳酸化反應。

此外,組蛋白乳酸化也可能受到去?;福℉DACs)或Sirtuin家族調控,使該修飾具有可逆性。

 

三、組蛋白乳酸化在表觀遺傳調控中的核心作用

1、促進基因表達激活

類似于組蛋白乙?;樗峄揎椡ǔEc轉錄激活相關。

當乳?;揎棸l生在組蛋白賴氨酸上時:

  • 減弱組蛋白與DNA之間的靜電作用
  • 促進染色質結構松弛
  • 提高轉錄因子結合效率

最終結果是促進相關基因表達上調。

研究表明,組蛋白乳酸化常富集于啟動子區域和增強子區域,提示其在基因轉錄調控中發揮重要作用。

 

2、連接細胞代謝與基因調控

組蛋白乳酸化的重要意義在于建立了細胞代謝狀態與表觀遺傳調控之間的直接聯系。

例如:

  • 高糖酵解 → 乳酸積累
  • 乳酸增加 → 組蛋白乳酸化增強
  • 乳酸化增加 → 特定基因表達改變

這種機制使細胞能夠根據代謝環境快速調整轉錄程序。

 

3、調控免疫反應

組蛋白乳酸化在巨噬細胞極化與炎癥調控中發揮重要作用。

在炎癥早期:

  • 巨噬細胞通過糖酵解產生大量乳酸
  • 乳酸逐漸積累

隨著時間推移,乳酸通過誘導組蛋白乳酸化激活修復相關基因(如Arg1),推動巨噬細胞由促炎狀態向抗炎狀態轉變。

因此,組蛋白乳酸化被認為是炎癥反應的“時間調控器”。

 

4、在腫瘤發生中的潛在作用

腫瘤細胞普遍存在Warburg效應,即使在有氧條件下也進行高水平糖酵解,從而產生大量乳酸。

最新研究表明:

  • 腫瘤微環境中乳酸濃度升高
  • 乳酸促進組蛋白乳酸化
  • 乳酸化調控腫瘤相關基因表達

這些變化可能影響:

  • 腫瘤免疫逃逸
  • 細胞增殖
  • 腫瘤微環境重塑

因此,組蛋白乳酸化正在成為腫瘤表觀遺傳研究的重要新方向。

 

四、組蛋白乳酸化的研究技術

由于組蛋白乳酸化屬于低豐度且動態變化的翻譯后修飾,傳統分子生物學方法難以全面解析其位點和功能。因此,高分辨率質譜技術成為研究該修飾的核心工具。

常見研究流程包括:

1、蛋白提取與組蛋白富集

從細胞或組織樣本中提取蛋白,并對組蛋白進行分離純化。

 

2、修飾肽段富集

利用乳酸化特異性抗體或化學富集策略富集修飾肽段,提高檢測靈敏度。

 

3、高分辨率LC-MS/MS鑒定

通過液相色譜-串聯質譜對修飾位點進行精確鑒定。

 

4、生物信息學分析

結合轉錄組或ChIP-seq數據,解析乳酸化修飾與基因表達之間的關系。

這一技術路線不僅可以系統鑒定乳酸化位點,還能夠實現定量分析和功能研究。

 

五、組蛋白乳酸化研究面臨的挑戰

盡管該領域發展迅速,但仍存在一些關鍵科學問題:

  • 乳?;w的具體來源仍未完全明確
  • 不同細胞類型中的乳酸化調控機制差異
  • 去乳酸化酶的系統鑒定
  • 乳酸化與乙酰化、甲基化等修飾的協同調控

未來,通過多組學整合研究,有望進一步揭示乳酸化在復雜生物過程中的作用。

 

六、質譜技術推動乳酸化研究的發展

隨著蛋白質組學技術的快速發展,高分辨率質譜已經成為解析新型組蛋白修飾的核心平臺。通過先進的質譜檢測和精準的數據分析,研究人員能夠:

  • 高通量鑒定乳酸化位點
  • 定量分析不同條件下修飾變化
  • 構建乳酸化調控網絡

在這一領域,百泰派克生物科技依托先進的Orbitrap質譜平臺和成熟的翻譯后修飾研究流程,為科研人員提供高靈敏度的組蛋白修飾鑒定與定量分析服務。通過專業的蛋白組學解決方案,可以幫助研究者系統解析乳酸化修飾的分子機制及其生物學功能。

 

組蛋白乳酸化的發現為理解代謝與表觀遺傳調控之間的聯系提供了全新的研究框架。作為一種代謝驅動的組蛋白修飾,它在基因表達調控、免疫反應和腫瘤發生等生物過程中發揮重要作用。隨著質譜技術和多組學分析方法的不斷進步,未來有望揭示更多乳酸化修飾位點及其調控網絡,從而為疾病機制研究和精準醫學提供新的理論基礎。對于從事表觀遺傳學、免疫學或腫瘤研究的科研人員而言,系統解析組蛋白乳酸化的動態變化將成為理解細胞命運調控的重要突破口。借助先進的蛋白質組學技術平臺,也將進一步加速這一前沿領域的科學發現。百泰派克生物科技長期專注于蛋白質組學和翻譯后修飾研究領域,依托先進的高分辨率質譜平臺和成熟的實驗流程,為全球科研人員提供組蛋白修飾鑒定、乳酸化修飾位點分析及定量蛋白質組學等專業技術服務。 ~~組蛋白乳酸化的發現為理解代謝與表觀遺傳調控之間的聯系提供了全新的研究框架。作為一種代謝驅動的組蛋白修飾,它在基因表達調控、免疫反應和腫瘤發生等生物過程中發揮重要作用。隨著質譜技術和多組學分析方法的不斷進步,未來有望揭示更多乳酸化修飾位點及其調控網絡,從而為疾病機制研究和精準醫學提供新的理論基礎。對于從事表觀遺傳學、免疫學或腫瘤研究的科研人員而言,系統解析組蛋白乳酸化的動態變化將成為理解細胞命運調控的重要突破口。借助先進的蛋白質組學技術平臺,也將進一步加速這一前沿領域的科學發現。百泰派克生物科技長期專注于蛋白質組學和翻譯后修飾研究領域,依托先進的高分辨率質譜平臺和成熟的實驗流程,為全球科研人員提供組蛋白修飾鑒定、乳酸化修飾位點分析及定量蛋白質組學等專業技術服務。

 

 

 

 

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百泰派克生物科技特色項目

 

一、蛋白測序

百泰派克生物科技使用Thermo公司新推出的Obitrap Fusion Lumos質譜儀及島津公司埃德曼降解測序系統對蛋白質序列進行分析,提供基于質譜的蛋白測序分析服務,包括對蛋白質的氨基酸組成分析,N端測序,C端測序和全序列分析,以及基于埃德曼降解的蛋白質N端序列分析服務。對于未知理論序列的蛋白質,提供基于從頭測序法的蛋白質從頭測序服務,對蛋白序列進行分析。

 

※服務優勢:

1.采用目前世界上先進的質譜儀器 Obitrap Fusion Lumos;

2.可實現對所測定靶蛋白序列 100% 的覆蓋;

3.可測定蛋白N端多達 70個氨基酸序列;

4.可測定多種形式的樣品: 蛋白溶液、PVDF 蛋白條帶;

5.樣品用量低: 蛋白樣品僅需 5-10ug,即可完成檢測;

6.測序不受N端封閉,PEC和和糖基化等N端修飾的影響。

 

 

二、蛋白質組學

百泰派克生物科技采用Thermo Fisher的Orbitrap Fusion Lumos質譜平臺結合Nano-LC,提供定量蛋白質組學、靶向蛋白質組學、多肽組學、翻譯后修飾蛋白組學等多種蛋白質組學分析服務。此外,百泰派克生物科技新推出基于timsTOF Pro的4D蛋白質組學服務,助力微量樣本蛋白組學、大樣本群醫學及高通量修飾組學等研究工作。

 

※服務優勢:

1 .高通量定量蛋白分析:多對照組大規模實驗分析,發現新的生物標記物;

2.體內體外多種蛋白質標記方法,適用于分析組織、細胞、血液等多種樣品;

3.質譜分析靈敏度高,實驗結果重復度高;

4.可檢測較低豐度蛋白,線性范圍廣;

5.專業生物信息學分析,分析更系統準確。

 

 

三、單細胞質譜流式技術分析

百泰派克生物科技采用Fluidigm質譜流式系統進行單細胞質譜流式技術分析,采用金屬元素標記物(通常是金屬元素標記的特異抗體)標記細胞表面和內部的分子,然后用流式細胞原理分離單個細胞,再用電感耦合等離子體質譜(ICP-MS)分析單個細胞的原子質量譜,最后將原子質量譜數據轉換為細胞表面和內部的信號分子表達量。

 

※服務優勢:

1.技術先進,填補技術空白

采用金屬標記抗體技術,避免了傳統流式熒光通道少且易相互影響的問題??稍趩渭毎麑用嫔蠈Χ喾N指標同時進行表征,百泰派克生物科技可做到同時檢測51個目標蛋白。

2.分析數量大,成本較低

單細胞RNAseq受成本等因素限制,所有樣本細胞匯總的分析數目一般在2x10^4個左右,而流式質譜技術一次(單樣本)就可分析至少10^5的細胞,實現了數量級的提高,且成本不高于單細胞RNAseq。

3.應用前景大

①流式質譜結果可以給出細胞亞群的變化,在臨床診斷、疾病機制研究等方面具有極大的研究前景;

②將金屬標簽技術與其他技術結合會有新應用方向。除常規蛋白外,質譜流式細胞技術還可用于蛋白翻譯后修飾;

③可檢測細胞存活率、細胞大小、mRNA轉錄子表達量、DNA合成速率以及蛋白酶活性等。

 

 

四、基于高精度質譜的免疫多肽組學分析及新抗原發現

百泰派克生物科技的基于高精度質譜的免疫多肽組學分析及新抗原發現一站式解決方案包括我們專有的、高度敏感的免疫肽富集和鑒定方案。我們能夠幫助您實現10,000個以上I型多肽和10,000個以上II型多肽的鑒定和識別。通過我們優化的高通量免疫多肽組學分析平臺進行免疫肽組學分析,可從最小的樣品材料中進行可重復的識別和定量。該服務可以應用于大規模的研究,旨在助力科研工作者尋找癌癥、免疫疾病及傳染病的解決方案,深入挖掘未知的靶標。

 

 

五、生物藥物表征

百泰派克基于高分辨率質譜技術,MALDI TOF,高效色譜分離技術,提供一系列完善的生物藥物分析方案,從蛋白質、多肽、抗體、疫苗等生物制品的氨基酸組成和一級結構分析,到產品變異性和純度分析。旨在提供優質生物藥物分析服務,幫助生物醫藥生產商提高生物藥物品質。

 

 

百泰派克生物科技七大檢測平臺

 

 

 

百泰派克生物科技-生物制品表征,生物質譜多組學優質服務商

北京百泰派克生物科技有限公司致力于為生物/制藥和醫療器械行業提供質量控制檢測和項目驗證等專業服務。公司實驗室遵循NMPA、ICH、FDA和EMA等的法規和指導原則,通過CNAS/ISO9001雙重質量體系認證,建立了完備的質量體系,數據冷熱/異地備份,設備定期計量/期間核查,軟件審計追蹤,為客戶提供一體化解決方案和技術服務,支持新藥研發、藥物申報注冊和生產放行。

1.公司采用ISO9001質量控制體系,專業提供以質譜為基礎的CRO檢測分析服務;

2.獲國家CNAS實驗室認可,為客戶提供符合全球藥政法規的藥物質量研究服務;

3.業務范圍覆蓋蛋白質組學、多肽組學、代謝組學、生物藥物表征、單細胞分析、單細胞質譜流式、生信云分析以及多組學生物質譜整合分析等;

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