Molekylära strukturer av lysin och tre acetylerade lysiner. Kredit:Yao Guohua
En forskargrupp ledd av professor Huang Qing från Hefei Institutes of Physical Science (HFIPS) vid den kinesiska vetenskapsakademin har använt infraröd och Raman-spektroskopi för att identifiera lysinacetyleringsegenskaper, vilket ger en teoretisk och experimentell grund för analys av proteinacetyleringsstrukturer i biologiska system.
Deras resultat publicerades i Spectrochimica Acta Part A:Molecular and Biomolecular Spectroscopy .
Acetylering är en vanlig och viktig proteinmodifiering inom biologin och spelar en viktig reglerande roll i cellulär metabolism. Det finns två sätt för proteinacetylering, ett är Nε-acetylering specifik för lysinrester, och det andra är N-terminal acetylering som kan ske på olika aminosyrarester.
För närvarande används N-terminalt acetyltransferas i allmänhet för att märka för att bestämma om lysinrester är acetylerade, men noggrannheten av denna metod är fortfarande kontroversiell. Att identifiera proteinacetylering på molekylär nivå är en av de aktuella forskningsutmaningarna, och nyckeln är att exakt lokalisera och karakterisera acetyleringen av lysin för att få en tydlig och systematisk förståelse.
För att lösa detta problem studerade forskargruppen systematiskt de strukturella förändringarna och motsvarande vibrationsspektrala egenskaper hos de tre acetyleringstyperna (Nε-Ace-Lys, Na-Ace-Lys och NαNε-Ace-Lys) av L-lysin genom infraröd och Raman spektroskopiexperiment och densitetsfunktionsteoretiska beräkningar. De fann att de infraröda och Raman-karakteristiska banden av amidgrupp, karboxylgrupp och andra grupper kan användas för att effektivt identifiera olika acetyleringstyper.
Nederst:teoretiskt beräknade infraröda spektra av Lys-G4-polypeptid och dess tre acetylerade molekyler. Rött är Na-acetyl, blått är Nε-acetyl. Kredit:Yao Guohua
Med andra ord, huruvida lysin acetylerats kan avgöras utifrån egenskaperna hos infraröda och Raman-spektra, såväl som typen av lysin.
Samtidigt verifierades teamets identifieringsstrategi för vibrationsspektroskopi för acetylering i peptidmodellen.
Denna forskning tillhandahåller vibrationsmodsanalys av acetylerat lysin och föreslår en spektral identifiering och en ny karakteriseringsmetod för lysinacetylering. + Utforska vidare