分享一篇發表在Nat Chem Biol上的文章，文章題目為“An unbiased proteomic platform for ATE1-based arginylation profiling”，本文通訊作者為華盛頓大學的Benjamin A. Garcia教授，他們課題組的研究方向是基于定量蛋白質組學和相關計算方法，研究翻譯后修飾在調節疾病發展進程中的作用。
精氨酸化修飾是一種重要的翻譯后修飾，在哺乳動物中，該修飾由精氨酸轉移酶（AET1）催化產生，AET1是哺乳動物中唯一已知的能催化該翻譯后修飾產生的酶。精氨酸化修飾的缺失會導致許多疾病的發生。但是因為精氨酸化修飾與蛋白中正常精氨酸殘基具有相同的質量，因此在質譜上鑒定精氨酸化修飾較為困難。
本文作者提出了一種無偏的蛋白質組平臺，可以用于發現ATE1催化產生的精氨酸化修飾，并鑒定該修飾發生的位點。該方法的工作流程是：使用ATE1敲除的細胞，裂解細胞之后，作者添加ATE1酶、Arg0和同位素標記的Arg10（輕重標的Arg比例為1:1），以及產生該修飾所需的的ATP、tRNA、RARS等，在ATE1的催化作用下，其底物蛋白上會產生輕重標比例為1:1的精氨酸化修飾，通過確認該修飾特征，即可區分精氨酸化修飾和精氨酸殘基。
作者先在模式肽上驗證了該催化反應可以在體外構建，并且在模式肽上觀察到了預期中的H/L=1的ratio，之后作者開發了一個用于處理質譜數據的小工具，可以提取具有相同肽序列切Arg上具有10.008269 Da的MS2譜圖，并提取它們對應的MS1，計算它們的H/L，最后導出MS2及其對應的MS1譜圖，用于可視化。
建立了工作流程之后，作者在細胞、病人樣本、小鼠樣本中進行了精氨酸化位點的檢測，并對發現的精氨酸化位點進行了驗證，對蛋白質組數據分析發現，精氨酸化大部分發生在蛋白N端，少部分發生在側鏈上，且精氨酸化修飾大部分發生在D或者E的N端。
綜上所述，作者開發了一個用于蛋白質精氨酸化修飾無偏標記的方法，可以鑒定精氨酸化修飾發生的位點，與肽段中的精氨酸殘基區分。
本文作者：LZ
責任編輯：WYQ
DOI：10.1038/s41589-025-01996-z
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