近日，中国科学院大连化学物理研究所研究员叶明亮团队与中国科学院分子细胞科学卓越创新中心研究员程红团队、中国科学院上海营养与健康研究所研究员王泽峰团队、研究员李国辉团队合作，开发了一种基于代谢标记的蛋白质甲基化分析新技术，实现了蛋白质甲基化组的全景式分析。该方法不需要预先设置甲基化修饰类型，可以对多种甲基化修饰进行同时鉴定分析，为深度解析蛋白质甲基化的调控功能提供了新工具。相关成果发表在《自然-通讯》上。

蛋白质甲基化是一种常见的翻译后修饰，在很多关键生理过程中都发挥着重要的调控作用。在已知的甲基化修饰类型中，精氨酸甲基化和赖氨酸甲基化已经得到了广泛研究。甲基化修饰除了可以发生在精氨酸和赖氨酸上，还可以发生在其他氨基酸的侧链上。但由于分析方法上的欠缺，到目前为止，对这些甲基化修饰进行鉴定分析仍然十分困难。

本工作中，合作团队利用不同同位素组成的甲硫氨酸来标记蛋白上的甲基化位点，在经过酶解处理之后，同一甲基化肽段的轻标形式与重标形式在母离子层次上会存在特定的分子量差异，而这个分子量差异的大小是由肽段上甲基化修饰基团的数目决定的，因而可以通过这个分子量差异准确判断出肽段上带有的甲基化修饰的数目。合作团队基于甲基化修饰引入的这一分子量特征，发展了一种基于代谢标记的甲基化鉴定分析新技术，实现了8种氨基酸甲基化的同时鉴定分析，并鉴定到了C3H1锌指蛋白上的组氨酸甲基化。随后，团队确定了C3H1锌指蛋白上组氨酸甲基化的结构为Nπ类型，并确定CARNMT1为对应的甲基转移酶。

此外，团队利用分子模拟对该甲基化修饰进行分析，发现组氨酸甲基化修饰是调控锌指蛋白活性的一个通用机制。

相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-024-51979-2