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組蛋白丙酰化（histone propionylation, HPr）是一種新型的短鏈脂肪酸組蛋白修飾，在染色質結構調控和基因表達中發揮重要作用。不同于傳統的乙酰化，HPr通過在賴氨酸殘基上添加丙酰基（C3鏈），能夠更敏感地反映細胞內代謝狀態，尤其是propionyl-CoA的動態變化。這一修飾在肝臟代謝、免疫應答以及腫瘤發生中顯示出獨特的調控潛力。隨著質譜技術的發展，我們現在可以精準解析HPr位點及其調控酶，為表觀遺傳學研究和疾病機制探索提供新的視角。

一、組蛋白丙酰化概述

組蛋白丙酰化屬于短鏈脂肪酸修飾（SCFA modification），其化學結構與組蛋白乙酰化相似，但在染色質開放性和電荷調節上存在細微差別。HPr的出現被認為是細胞代謝狀態的“表觀遺傳信號”，能快速響應propionyl-CoA水平的變化，影響基因轉錄、染色質構象及代謝相關信號通路。

二、組蛋白丙酰化的“加成酶”（Writers）

HPr的添加依賴賴氨酸乙酰轉移酶（KATs），它們可利用propionyl-CoA作為供體，在組蛋白賴氨酸殘基上添加丙酰基。主要包括：

1、p300/CBP（KAT3A/KAT3B）

• 可在H3K18、H3K23、H4K5、H4K8等位點添加丙酰基。
• 促進染色質開放和基因激活。

2、GCN5/PCAF（KAT2A/KAT2B）

• 傳統乙酰轉移酶，可使用propionyl-CoA催化H3丙酰化。
• 常與SAGA復合物協作，調控啟動子開放性。

3、MOF（KAT8）

• 主要靶向H4K16，體外實驗顯示可催化丙酰化修飾。

三、組蛋白丙酰化的“去除酶”（Erasers）

HPr的去除依賴HDACs和Sirtuin家族，具有位點特異性：

1、Sirtuin家族（SIRT1/2/3/5/6）

• SIRT1/2/3：可去除H3/H4丙酰化，依賴NAD?。
• SIRT5：對中短鏈脂肪酸修飾敏感，包括丙酰化和丁酰化。

2、HDAC1/2/3（Class I HDACs）

• 在細胞核中可清除部分HPr位點，但效率通常低于乙酰化。

四、輔助識別蛋白（Readers）

組蛋白丙酰化的生物學功能不僅依賴加成酶和去除酶，其下游識別蛋白（readers）也起到關鍵作用。Bromodomain (BRD) 家族是HPr最主要的識別模塊，部分BRD結構域能夠結合丙酰化賴氨酸位點，如H3K23Pr、H4K5Pr和H4K8Pr。這種結合類似于乙酰化識別，但對丙酰化位點的親和力可能略低，提示細胞能對不同短鏈脂肪酸修飾進行差異化解讀。除了BRD家族，YEATS結構域蛋白（如AF9、ENL）也被發現能夠識別H3/H4丙酰化，調控染色質重塑和轉錄激活。YEATS蛋白在增強子和啟動子區域富集，通過招募轉錄復合物和RNA聚合酶II，放大HPr對基因表達的調控效果。此外，一些轉錄因子和染色質重塑復合物也可以通過間接方式感知丙酰化狀態。例如，SAGA復合物和p300/CBP復合物在識別HPr后，會增強其乙酰轉移活性或招募其他轉錄輔助因子，從而協調染色質開放與基因激活。

五、代謝與組蛋白丙酰化的關系

1、propionyl-CoA供體來源

• 脂肪酸β-氧化（odd-chain fatty acids）。
• 支鏈氨基酸（異亮氨酸、纈氨酸、甲硫氨酸）降解。
• 腸道微生物產生的丙酸。

2、調控邏輯

• propionyl-CoA升高 → HPr增加 → 激活代謝相關基因。
• 表明HPr是代謝狀態感應標記，比乙酰化更敏感。

六、HPr調控酶網絡表格

組蛋白丙酰化通過p300/CBP、GCN5/PCAF等加成酶添加，Sirtuin和HDAC家族去除，并通過BRD家族識別調控基因表達。它不僅是表觀遺傳修飾的一部分，更是細胞代謝狀態的敏感信號標記。借助現代質譜技術，尤其是百泰派克生物科技提供的高通量質譜平臺，科研人員可以精準解析HPr動態變化及其生物學功能，為代謝調控、疾病機制研究和精準治療策略提供強有力的工具。

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。可在單細胞層面上對多種指標同時進行表征，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。

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