赵英明---利用化学蛋白质组学技术发现新的赖氨酸酰化途径

2018年3月30日，应化学与分子工程学院王初研究员邀请，来自美国芝加哥大学的赵英明教授为大家做了题为“Chemical Proteomics Approaches for Discovery and Characterization of New Lysine Acylation Pathways”的精彩报告，报告在北京大学化学与分子工程学院A204报告厅进行。

  首先，化学院吴凯老师对赵英明教授的求学和研究经历进行了简单介绍。赵英明教授本科毕业于华东理工大学, 1997年在生物医学领域顶尖的洛克菲勒大学获得博士学位，随后在美国西奈山医学院，德州大学西南医学中心就职，现任美国芝加哥大学Ben May癌症研究所教授，中国人类蛋白质组学理事会（CNHUPO）副理事长。赵英明教授课题组致力于新型蛋白质修饰与组蛋白蛋白质修饰底物的发现和功能研究、修饰表观遗传学通路以及相关修饰酶的发现和功能研究相关方面的研究。赵英明教授课题组是目前世界上发现蛋白质新修饰最多的实验室，包括丙酰化、丁酰化、琥珀酰化、巴豆酰化、丙二酰化、2-羟基丁酰化、3-羟基丁酰化、戊二酰化等新的蛋白修饰，其研究成果曾在Cell, Nature, Science, Nat Chem Biol等一流学术期刊上发表。[1]

  在此次报告中，赵教授主要介绍了他们课题组在新的组蛋白翻译后修饰以及底物的鉴定、催化新修饰相关酶的识别以及新修饰参与的生物调控机制相关方面的研究。表观遗传与机体生理功能的正常运行息息相关，近些年来的研究表明表观遗传的异常会导致发育异常，肥胖以及癌症等多种疾病的产生，其中，组蛋白的翻译后修饰作为表观遗传的重要组成部分，在细胞的各项生理过程发挥着非常重要的作用。赵教授课题组利用蛋白质组学技术与其课题组开发的用于鉴定翻译后修饰位点的序列比对软件相结合，鉴定了一种新的组蛋白翻译后修饰三羟基丁酰化修饰，并从发现质量偏移，确定候选修饰，确认修饰三个方面详细介绍了鉴定新修饰的研究策略。[2,3]

图1. 鉴定赖氨酸酰化流程图

  此外，赵教授还介绍了课题组发展的利用胰蛋白酶切释放荧光团等生化手段以及一些化学生物学策略对去酰化酶以及酰基转移酶与赖氨酸酰化的特异性以及功能相关方面的研究，并对每种酰基转移酶以及去酰化酶与酰化修饰的对应关系进行归纳总结。赵教授进一步提出在细胞中，能量来源提供不同的酰基辅酶A，遗传系统提供酰基转移酶以及去酰化酶，两者结合在赖氨酸等亲核氨基酸上产生一系列多种多样的酰基后修饰，参与到信号转导与相互作用网络上的调控中，从而对表观遗传学以及细胞生命网络进行调节。[1,4]

图2. 赖氨酸酰基转移酶和去酰化酶的特异性

  除了科学上的介绍外，在报告的最后，赵英明教授和大家分享了自己对哲学方面的思考，并就这一话题和与会师生进行了热烈的讨论。赵教授建议并鼓励大家除了阅读自己专长的化学与生物学的文摘与期刊外，更要多读书，肯读书，读好书，学习人类文明的精华，使自己作为一个人更加完善。吴凯教授向赵英明教授赠送了“兴大报告”纪念牌，并合影留念。2018年度“兴大报告”纪念牌为百廿北大特别版纪念牌，上有百廿北大纪念图样。“兴大报告”作为化学学院最具代表的学术活动，献礼北京大学120周年校庆具有重要意义。