科学网

 找回密码
  注册

tag 标签: 乙酰化

相关帖子

版块 作者 回复/查看 最后发表

没有相关内容

相关日志

Nucleic Acids Res | 同济大学毛志勇组揭示去乙酰化酶SIRT6促DNA损伤修复新机制
PTMBio 2020-9-1 13:17
DNA损伤可能会引起突变甚至癌症的发生,因此,DNA损伤修复是维持基因组完整性和稳定性所必需的机制。 核苷酸切除修复 (NER) 途径是DNA损伤修复的机制之一,它负责清除由紫外线照射或化学药品 (如顺铂) 引起的大量DNA加合物。 SIRT6是NAD+依赖性组蛋白/蛋白质去乙酰化酶家族的成员,具有去乙酰化酶和ADP-核糖基转移酶的活性。 SIRT6可以通过不同方式促进DNA修复来维持基因组的完整性 ,比如通过促进DNA双链断裂修复稳定基因组,从而起到抑制肿瘤的作用。但是,SIRT6是否参与NER,以及其潜在的相关调控机制仍是未知的。 近日,同济大学生命科学与技术学院 毛志勇 教授团队在 Nucleic Acids Research(IF=11.501) 杂志上发表了 去乙酰化酶SIRT6促进UV诱导的DNA损伤修复的研究,首次系统地阐述了SIRT6在NER通路中的功能 。研究人员通过结合LC-MS/MS和免疫共沉淀等实验方法,揭示了 SIRT6 可以利用自身去乙酰化酶活性把NER通路中识别损伤的DDB2蛋白去乙酰化,并促进该蛋白泛素化,进而使其从染色质上分离,促进NER通路的信号传导 。本研究中蛋白的乙酰化修饰位点鉴定由 景杰生物 提供技术支持。 1. SIRT6促进UV诱导的DNA损伤修复 研究人员首先通过UV损伤质粒再活化的实验方法检测NER效率,结果表明,与SIRT6存在或缺失相关的NER效率变化是由DSB修复能力改变引起的。接着,研究人员检测了与SIRT6存在或缺失相关的UV照射下细胞的变化,结果显示SIRT6过表达显着抑制了UV诱导的细胞凋亡。此外,通过激光微辐照实验证实SIRT6可在DNA损伤位点发挥其NER功能。以上实验强有力地表明, SIRT6参与调控NER途径,通过促进NER和防止UV诱导的细胞凋亡来维持基因组完整性和稳定性 。 图1 SIRT6通过抑制UV诱导的细胞凋亡来促进细胞存活 2. SIRT6依赖于其酶活性修复UV诱导的DNA损伤 为探究SIRT6对NER的调控是否取决于其酶活性,研究人员用烟酰胺对细胞进行预处理,烟酰胺是SIRT6催化反应的产物,能够通过与NAD+竞争和SIRTuin蛋白结合抑制SIRT6酶活性,然后分析NER效率。结果显示在烟酰胺存在时,过表达SIRT6对NER的促进作用被消除,这表明SIRT6对NER的调控取决于其酶活。此外,SIRT6突变实验表明, SIRT6具有的核糖基转移酶活性和去乙酰化酶活性是促进UV引起的DNA损伤修复的必需条件 。 图2 SIRT6突变致失活会损害SIRT6促进NER的能力 3. SIRT6通过靶向GG-NER途径中的损伤识别蛋白DDB2参与NER通路 研究在进一步证明SIRT6参与全基因组修复(GG-NER)途径后,通过co-IP实验发现SIRT6可与DDB2相互作用。随后,研究人员探究了SIRT6促进NER的调控机制。研究表明,在UV照射下,SIRT6和DDB2之间的相互作用增强。通过质谱及进一步实验证实, SIRT6通过去乙酰化DDB2上的K35和K77两个赖氨位点,下调其乙酰化水平,从而促进DDB2泛素化并从染色质中解离,最终促进后续的NER信号级联并完成UV引起的损伤修复 。 图3 SIRT6通过去乙酰化DDB2参与GG-NER的模型图 4. 黑色素瘤患者源性SIRT6突变导致NER效率降低 最后,为了确定黑色素瘤患者中自然突变的SIRT6是否会致使NER通路失活从而促进肿瘤发生,研究人员分析了黑素瘤患者源性SIRT6突变。结果显示, 由于SIRT6突变导致的酶活性部分丧失 (P27S,H50Y) 、无义突变 (R150*) 或高转换率 (G134W) ,会影响SIRT6对NER的调控作用,并使基因组失稳,从而促进黑素瘤的发生 。 图4 黑素瘤中SIRT6突变破坏UV诱导的DNA损伤修复 研究人员发现SIRT6可促进UV诱导的DNA损伤修复,通过进一步系列实验阐明SIRT6通过GG-NER靶向DDB2促进DNA修复。同时,本研究也揭示了SIRT6是黑素瘤形成过程中一个重要的肿瘤抑制因子,激活 SIRT6 可能有助于稳定基因组,从而防止UV诱导的黑色素瘤形成。 本研究成果进一步拓展了我们对肿瘤领域SIRT6调控DNA修复的理解,首次证明SIRT6是NER的正向调控因子。 参考文献: 1. Anke G, Huanyin T, Jin H, et al. The deacetylase SIRT6 promotes the repair of UV-induced DNA damage by targeting DDB2. Nuclc Acids Research. 本文由 景杰学术 团队报道,欢迎转发到朋友圈。如有转载、投稿、等其他合作需求,请文章下方留言,或添加微信ptm-market咨询。
2415 次阅读|0 个评论
Nat Comm重大突破,首次报道肠道微生物菌群的宏乙酰化修饰组全景
PTMBio 2020-8-27 10:12
肠道菌群的稳态失调 已被报道与多种疾病相关,包括肥胖、糖尿病、克罗恩病(CD)、癌症和心血管疾病等。在过去几年里,宏组学方法(包括宏基因组学、宏转录体和宏蛋白质组学)已经被用于探究这些疾病患者的微生物组组成和功能的改变。然而,对调节蛋白质活性极其重要的 翻译后修饰 (PTMs),除了在单个微生物层面展开的相关研究外,针对肠道微生物菌群蛋白质修饰全景的研究却鲜有报道,使得PTMs对肠道微生物组的调控作用仍不清楚。 近日,加拿大渥太华大学的 Daniel Figeys 团队在国际著名期刊 Nature Communications 上发表最新研究成果。 研究人员使用肽免疫亲和富集策略结合质谱来表征微生物组中的蛋白质赖氨酸乙酰化 (Kac) ,成功从肠道微生物组样本中鉴定出35,200 个Kac肽段。这些肽段广泛分布在肠道微生物代谢途径,包括厌氧发酵产生短链脂肪酸。 将其应用到CD患者的微生物样本分析,确定了52个宿主和136个微生物蛋白Kac位点,它们在疾病条件下被显著改变。该研究提出了微生物乙酰化修饰组学的分析方法,对于推进功能性微生物组的研究来说是一项前瞻性开拓。 1. 肠道微生物宏蛋白组/乙酰化组学研究 研究人员选取了六位健康志愿者的新鲜粪便作为蛋白组学样本 (样本策略) ,对样本中的微生物进行了宏蛋白质组学和乙酰化组学的质谱分析 (质谱策略) ,具体的流程如下图1所示。宏蛋白质组学中鉴定出46,927个非Kac肽段和117个Kac肽段(171个Kac位点);乙酰化组学中鉴定出7387个非Kac肽段和35,200个Kac肽段(31,821个Kac位点,其中31,307个来自微生物,497个来自人类)。 图1 实验和生物信息学工作流程 2. 肠道微生物乙酰化修饰分类差异及代谢通路中的广泛存在 通过Unipept对鉴定出的Kac肽段进行生物多样性分析,发现有28,321条肽段(占80%)归属于细菌,24,785条肽段可在门水平上分类(Firmicutes 15170条,Bacteroidetes 7876条,其他门1739条)。进一步数据表明,菌群中厚壁菌门的蛋白乙酰化水平较高。随后的KEGG通路分析发现, 蛋白质乙酰化修饰广泛的参与这些重要的肠道微生物代谢途径 。 图2 人微生物组类群特异性乙酰化以及鉴定到的Kac蛋白功能表征 3. CD患者肠道微生物乙酰化组学变化 为了证明乙酰化组学/宏蛋白质组方法的适用性,研究人员从儿童CD患者收集肠MLI抽提物进行后续的宏蛋白组和乙酰化组质谱分析。分类特异性功能分析表明,CD中Kac丰度增加的蛋白主要来自拟杆菌,Kac丰度下调的蛋白主要来自涉及翻译和碳水化合物代谢的相关微生物蛋白。此外,研究人员还确定了CD中46个Kac丰度增加、6个Kac丰度降低的人源蛋白。相关结果揭示了乙酰化组在CD和对照组中的差异变化。 图3 差异显著的微生物Kac位点及CD微生物组样本中人类蛋白质Kac位点的丰度变化 综上所述,研究人员建立了一个微生物宏乙酰化修饰组学的分析方法,对肠道微生物菌群中的乙酰化修饰组全景进行系统表征。结果再次证实了, 乙酰化在人体肠道菌群的重要代谢途径中广泛存在,特别是在厚壁菌门中产生短链脂肪酸 (SCFAs) 的途径中。 该方法成功应用到克罗恩病患者肠道菌群的乙酰化修饰组研究,揭示了疾病状态下乙酰化修饰组的改变,再度凸显出蛋白组学在生物医学领域的重要研究意义。微生物宏修饰蛋白组学,结合宏蛋白质组分析的方法,为功能性微生物组的研究打开了新的篇章。 参考文献: Xu Zhang, et al., 2020. Widespread protein lysine acetylation in gut microbiomeand its alterations in patients with Crohn’s disease. Nature Communications. 本文由 景杰学术 团队报道,欢迎转发到朋友圈。如有转载、投稿、等其他合作需求,请文章下方留言,或添加微信ptm-market咨询。
1461 次阅读|0 个评论
[转载]PACES:预测mRNA中的N4-乙酰胞嘧啶(ac4C)修饰位点
chinapubmed 2019-8-19 10:43
N4-乙酰胞嘧啶(ac4C)是一种高度保守的RNA修饰,并且是mRNA中第一个描述的乙酰化事件。已经证明mRNA中的ac4C参与mRNA稳定性调控,加工和翻译,但是仍然不清楚ac4C起作用的确切方式。此外,ac4C以生理学上相关的水平广泛分布于人类转录组中,并且迄今为止,实验仅检测了一小部分修饰序列。本研究中,我们开发了一个人类mRNA ac4C位点预测器,叫做PACES,以帮助挖掘可能的修饰模体。 红色为可能的ac4C位点 参考: PACES: prediction of N4-acetylcytidine (ac4C) modification sites in mRNA
个人分类: 网站|4157 次阅读|0 个评论
【喜讯篇 IF=14.28 】Aims质谱客户在《Molecular Cell》发表最新文献
Aimsmass 2019-2-28 10:15
2019年1月28日,Cell系列子刊《MolecularCell》在线发表了题为Pacer is a mediator of mTORC1 andGSK3-TIP60 signaling in regulation of autophagosome maturation and lipidmetabolism 的研究论文。 该文主要是由浙江大学基础医学院及浙大附属第二医院孙启明课题组完成,程侠卫博士(课题组博后)是论文的第一作者,孙启明研究员是该论文通讯作者。该课题受到科技部重大研发计划、国家自然科学基金和浙江省自然科学基金资助。作为合作者,北京生命科学研究所沈志荣研究员、李琳和陈涉研究员,浙江大学基础医学院刘伟教授和刘婷研究员以及浙江大学附属第二医院龚渭华教授为这个工作的完成提供了大力支持。 自噬是基于溶酶体的胞内降解途径,对维持细胞的稳态维持有重要作用。自噬参与生物体发育、免疫反应、代谢调节、细胞凋亡和衰老等多种过程。 mTORC1 和GSK3在早期自噬过程中发挥着关键作用,但如何调节自噬的步骤仍然知之甚少。这里阐释了mTORC1和GSK3-TIP60信号通路共调节自噬体通过自噬调节器Pacer成熟,作者的最近研究证实了这一点。小鼠肝细胞特异性Pacer敲除后导致受损自噬、糖原和脂质积累和肝纤维化。在营养丰富的条件下, mTORC1磷酸化Pacer的丝氨酸位点,从而失去活性;然而当营养不足时,Pacer的去磷酸化后,被TIP60分子乙酰化,促进了HOPS的招募以便更好发挥功能,从而使自噬溶酶体形成。这项工作不仅发现Pacer作为肝脏自噬和体内肝脏稳态的调节因子,同时也揭示了参与调控后期自噬和脂质代谢的信号通路机制。 其中质谱结果是由Aims质谱协助完成,找到结果中Pacer的磷酸化位点及其乙酰化位点: 经过3年的磨练捶打,Aims质谱服务商已经为上百科研实验室提供相关质谱服务,并且保质保量有口皆碑,质谱并不高端,就是您发文章锦上添花的工具,欢迎朋友前来咨询相关业务。 原文链接 AIMS---蛋白质谱服务商,提供快速便捷的 LC-MS/MS 蛋白定性/定量检测。
个人分类: 蛋白修饰|2160 次阅读|0 个评论
动物、植物管控生老病死有两把小锁......
热度 1 yindazhong 2017-3-4 10:38
动物、植物管控生老病死有两把小锁,最小的(含一个 C 原子)叫甲基化,次小的(碳链含两个 C )为乙酰化。生物体内一般都有娘胎里带来的金钥匙打开这两把小锁。 然而当碳链延长到含三个 C 的时候,小锁往往就长成了没有钥匙的镣铐,因为生物体内没有合适的酶将其解开,再加上这些生物镣铐造成的“共轭 = 交联 = 成环”自发生化反应除了两头上锁还来个中间反锁( Amadori 重排)。这些个碳链含三个 C 以至更长一些的小分子锁(如含三个 C 的有:甲基乙二醛、丙二醛、丙烯醛、羟基丙酮醛)往往就成了生物体内的毒药,或者是抑制生命活力(如单胺神经递质)的劫匪! 生物体从此积累应激灾变,甚至病变衰老。这个规律俺在科学网 N 年前就介绍过,这也是氧应激和糖应激衰老机理的核心机制(衰老生化机理的本质)。
个人分类: 生命科学|3655 次阅读|1 个评论
两分钟大谈科学:运动不能改变基因,但可以改变基因的状态
热度 7 tianyizhang6 2012-5-15 12:22
大伯曾经问我:“我自从锻炼身体以后,感觉跟以前不同,是否锻炼可以改变我的基因?”这个问题让我迟疑了几秒钟。我勉强回答:“应该不会改变您的基因,但可以改变您的基因的状态。” 确实,人体内的绝大部分细胞的 DNA 序列是不会变的,但基因的表达水平会随着时间和环境因素的变化而变化。而调节这种变化的一个主要的途径是对包裹 DNA 的染色体的状态进行修饰,这些修饰包括 DNA 甲基化以及组蛋白的磷酸化、甲基化、乙酰化、泛素化等等。 一个人运动了以后,身体内的细胞肯定会接受到不同的刺激,这些刺激可以诱导以上所说的这些修饰。这是一个复杂的动态过程。 当然,代谢和染色体的修饰也有直接的联系。这种联系与乙酰辅酶 A 有关,因为乙酰辅酶 A 与细胞的合成和能量代谢有密切关系,另外,它也是蛋白乙酰化修饰的原料。
个人分类: 分子遗传|8437 次阅读|15 个评论
[转载]《Science》杂志同时刊发两篇复旦生物医学最新研究成果
liling540220 2010-6-28 17:45
美国当地时间2月19日,最新出版的《Science》杂志罕见地同时发表了两篇复旦大学生物医学研究院的分子细胞生物学研究室的相关研究人员对乙酰化作用的新机制的最新研究成果。据介绍,两篇题为《代谢酶的乙酰化协调碳源的利用和代谢》和《蛋白赖氨酸的乙酰化调控》文章分别研究了乙酰化对蛋白质进行修饰以及对代谢通路进行调控的问题,具有重要的学术意义,奠定了这项开拓性工作的地位。而《Science》杂志以如此大的篇幅同时聚焦一个科研成果,充分显示了复旦大学相关研究的重要性和开拓性。 众所周知,构成人体最基本的结构与功能的单位是细胞,而细胞主要通过蛋白质执行复杂的调控和信息传递功能。然而,蛋白质并不是简单的直接执行有关的“命令”信息。在执行前,它往往首先需要在蛋白质分子链上接上某种分子或分子团,这被称之为蛋白质的修饰。复旦大学的研究人员告诉记者,“乙酰化修饰”——即在蛋白质分子链上嫁接上一个乙酰基分子是蛋白质最主要的修饰方式之一。修饰后的蛋白质可以对细胞内的各类通路进行精确的调节与控制,完成对基因所发出的“指令”的执行过程,从而实现对人体各项信息的传递和各项机能的调控。可以说,揭开蛋白质“乙酰化修饰”的机理之谜,就将为破解蛋白质修饰规律的生命之谜打下重要的基础。 然而,科学界对“乙酰化修饰”的认识经历了漫长和艰苦的道路。直到最近,在复旦大学生物医学研究院熊跃、管坤良的领导下和赵世、雷群英等科研人员的共同努力下,通过部分与复旦大学兼职教授、中国科学院上海生命科学院赵国屏课题组的合作,中国科研人员终于在这一世界生命科学的最尖端领域内取得了令人瞩目的进展,深入揭示了蛋白质乙酰化作用的新机制,并最终将两篇科研成果发表在最新一期的《Science》杂志上。 据课题组成员介绍,科学界早期一般认为,乙酰化修饰功能主要集中在对细胞染色体结构的影响以及对核内转录调控因子的激活方面。但是,复旦科研人员通过通量化的蛋白质组研究和不同物种的代谢通路研究发现,在生理状况下,存在着大量非细胞核的蛋白被乙酰化修饰。他们这些具有重大意义的发现包括: 1)蛋白质的乙酰化修饰不是少数,极可能影响着细胞生理状态下各个方面的广泛修饰,譬如在人的肝脏细胞中有超过1000个蛋白是被乙酰化修饰的,其中超过900个是新发现的,改写了原来西方编写的教科书中的传统概念。这对科学家未来深入研究这一领域,无疑具有突破性的里程碑意义。 2)首次发现了乙酰化修饰普遍存在于人体的代谢酶之中,并且调节代谢通路及代谢酶的活性。据相关专家介绍,由于蛋白质修饰后的调控功能与各类药物在人体中的效用发挥息息相关,这一新发现,将为现实生活中各类药物或维生素的使用提供重要的依据。 3)复旦科研人员还发现,乙酰化对代谢的调控发生在从低等原核细胞到包括人在内的高等哺乳动物翻译后修饰过程,因此,可以认为这一过程是在生命进化进程中极为保守的。 4)另一个重要发现是,蛋白质的乙酰化具有很高的功能特异性——在代谢器(如肝)中代谢酶被高度乙酰化,而在白血病中参与肿瘤发生的信号通路蛋白也被高度乙酰化。据介绍,这一最新发现指明,人们应该针对不同的疾病或不同的组织功能筛查乙酰化修饰蛋白质图谱,从而有可能以不同的蛋白质修饰特性与特点指导有关疾病临床新药的研发,使未来的药物更加能够针对“病灶”、“对症下药”,从长远来看,复旦的这一发现将为百姓的健康带来更多的福音。换言之,该项最新研究成果除了具有开拓性的科研意义外,还将为药物研发的打开新思路。 据悉,近几年来,复旦大学在教育部“振兴21世纪教育工程”二期建设计划中对分子细胞生物学研究室所在的生物医学研究院给予了重点的支持
个人分类: 生活点滴|2262 次阅读|1 个评论
蛋白赖氨酸乙酰化研究文献分析
xupeiyang 2010-2-20 10:05
http://www.gopubmed.org/web/gopubmed/1?WEB0n4sl5oi4rmxuI1cI2mI0 2,012 documents semantically analyzed top author statistics 1 2 3 Top Years Publications 2009 228 2008 228 2007 215 2005 163 2006 159 2004 141 2003 97 2002 95 2001 64 2010 62 2000 57 1999 38 1998 33 1993 26 1995 24 1989 22 1996 21 1986 21 1990 20 1985 20 1 2 3 1 2 3 Top Countries Publications USA 895 United Kingdom 139 Japan 120 Germany 82 France 65 Italy 62 Canada 58 China 46 South Korea 29 Spain 29 India 24 Austria 21 Switzerland 20 Netherlands 18 Sweden 17 Australia 17 Taiwan 16 Belgium 13 Israel 13 Norway 12 1 2 3 1 2 3 ... 19 Top Cities Publications New York 63 Philadelphia 49 Boston 47 Bethesda 38 Houston 36 Cambridge 33 London 32 Los Angeles 31 Baltimore 29 Birmingham 23 San Francisco 21 Madison 21 Kyoto 20 Cambridge, USA 20 Tokyo 19 Rome 18 Columbus 18 Seoul 17 Montreal 17 Atlanta 16 1 2 3 ... 19 1 2 3 ... 23 Top Journals Publications J Biol Chem 240 Mol Cell Biol 121 Biochemistry-us 68 Mol Cell 59 P Natl Acad Sci Usa 55 Biochim Biophys Acta 44 Nature 30 Cancer Res 30 J Mol Biol 28 Embo J 28 Biochem J 28 Oncogene 27 Nucleic Acids Res 27 Cell 27 Science 27 Biochem Bioph Res Co 25 Eur J Biochem 22 Cell Cycle 21 Febs Lett 18 Anal Biochem 18 1 2 3 ... 23 1 2 3 ... 449 Top Terms Publications Acetylation 1,979 Lysine 1,855 cytolysis 1,547 Histones 1,318 Proteins 1,045 Animals 949 Humans 901 Genes 834 histone acetylation 801 Chromatin 743 chromatin 684 DNA 534 Methylation 527 histone h3 505 Acetyltransferases 492 methylation 467 Histone Deacetylases 444 Histone Acetyltransferases 437 Amino Acid Sequence 435 Protein Processing, Post-Translational 390 1 2 3 ... 449 1 2 3 ... 413 Top Authors Publications Allis C 36 Turner B 31 Grunstein M 17 Marmorstein R 13 Pestell R 13 Berger S 12 Erdjument-Bromage H 11 Tempst P 11 Parthun M 11 Perham R 11 Bosshard H 11 O'Neill L 10 Straehl B 10 Belyaev N 10 Allfrey V 10 Seto E 9 Cole P 9 Zhou M 9 Workman J 9 Kouzarides T 9 最新研究报道 http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2010/2/228483.shtm 《科学》聚焦中国生物医学新成果 研究在一个全新的层面上呈现出广阔前景 美国当地时间2月19日,最新出版的《科学》杂志,罕见地同时发表两篇复旦大学生物医学研究院的最新成果。其中关于蛋白质向能量转化过程中乙酰化修饰的重要发现,对肝病、肿瘤等代谢疾病的药物研发提供了开拓性的思路,生物医学研究在一个全新的层面上呈现出广阔的前景。 2月19日,该项目的课题组负责人介绍了此项研究在药物研发等方面的意义。两篇分别题为《代谢酶的乙酰化协调碳源的利用和代谢流》和《蛋白赖氨酸的乙酰化调控》的文章,分别研究了乙酰化对蛋白质进行修饰以及对代谢通路进行调控的问题。 据介绍,人体好比一个战场,细胞就是士兵,维持着人体的基本功能;赤手空拳的蛋白质被乙酰武装起来后,才可以变成为人体作战的士兵。嫁接上一个乙酰基分子,修饰后的蛋白质就可以对细胞内的各类通路进行精确调节与控制。 乙酰调控蛋白质活性变化,使其中活跃、不活跃的部分相互平衡。而当平衡出现问题,就会导致代谢疾病。据了解,人类疾病中与代谢相关的占80%,包括肝病、肿瘤等。如果研制出一种药物能使乙酰改邪归正,对细胞进行正确调控,将成为一种全新的治疗方案。 教科书中关于代谢调控内容将有可能被改写,乙酰化修饰的概念将可能成为代谢调控新内容,相关负责人赵世民介绍说,细胞蛋白、代谢酶等大量非细胞核蛋白的乙酰化修饰,都是在研究中首次得到确认。 《科学》杂志以如此大的篇幅聚焦一个科研成果,实为罕见,充分显示了该研究的开拓性意义。《科学》的评论文章称:了解赖氨酸乙酰化是如何调控,以及改变蛋白质乙酰化对特定细胞通路的影响,对人类疾病的意义不言而喻。 更多阅读 《科学》杂志发表《蛋白赖氨酸的乙酰化调控》论文摘要(英文) 《科学》杂志发表《代谢酶的乙酰化协调碳源的利用和代谢流》论文摘要(英文) http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/327/5968/1000 Science 19 February 2010: Vol. 327. no. 5968, pp. 1000 - 1004 DOI: 10.1126/science.1179689 Prev | Table of Contents | Next Reports Regulation of Cellular Metabolism by Protein Lysine Acetylation Shimin Zhao, 1 ,2 Wei Xu, 1 ,2 ,* Wenqing Jiang, 1 ,2 ,* Wei Yu, 1 ,2 Yan Lin, 2 Tengfei Zhang, 1 ,2 Jun Yao, 3 Li Zhou, 4 Yaxue Zeng, 4 Hong Li, 5 Yixue Li, 6 Jiong Shi, 6 Wenlin An, 7 Susan M. Hancock, 7 Fuchu He, 3 Lunxiu Qin, 5 Jason Chin, 7 Pengyuan Yang, 3 Xian Chen, 3 ,4 Qunying Lei, 1 ,2 ,8 Yue Xiong, 1 ,2 ,4 , Kun-Liang Guan 1 ,2 ,8 ,9 , Protein lysine acetylation has emerged as a key posttranslational modification in cellular regulation, in particular through the modification of histones and nuclear transcription regulators. We show that lysine acetylation is a prevalent modification in enzymes that catalyze intermediate metabolism. Virtually every enzyme in glycolysis, gluconeogenesis, the tricarboxylic acid (TCA) cycle, the urea cycle, fatty acid metabolism, and glycogen metabolism was found to be acetylated in human liver tissue. The concentration of metabolic fuels, such as glucose, amino acids, and fatty acids, influenced the acetylation status of metabolic enzymes. Acetylation activated enoylcoenzyme A hydratase/3-hydroxyacylcoenzyme A dehydrogenase in fatty acid oxidation and malate dehydrogenase in the TCA cycle, inhibited argininosuccinate lyase in the urea cycle, and destabilized phosphoenolpyruvate carboxykinase in gluconeogenesis. Our study reveals that acetylation plays a major role in metabolic regulation. 1 School of Life Sciences, Fudan University, Shanghai 20032, China. 2 Molecular and Cell Biology Lab, Fudan University, Shanghai 20032, China. 3 Center of Proteomics, Institute of Biomedical Sciences, Fudan University, Shanghai 20032, China. 4 Department of Biochemistry and Biophysics, Lineberger Comprehensive Cancer Center, University of North Carolina, Chapel Hill, NC 27599, USA. 5 Affiliated Zhongshan Hospital, Fudan University, Shanghai 20032, China. 6 Bioinformatics Center, Key Lab of Systems Biology, Shanghai Institutes for Biological Sciences, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200031, China. 7 Medical Research Council Laboratory of Molecular Biology, Hills Road, Cambridge CB2 OQH, UK. 8 Department of Biological Chemistry, Fudan University, Shanghai 20032, China. 9 Department of Pharmacology and Moores Cancer Center, University of California, San Diego, La Jolla, CA 92093, USA. Science 19 February 2010: Vol. 327. no. 5968, pp. 1004 - 1007 DOI: 10.1126/science.1179687 Prev | Table of Contents | Next Reports Acetylation of Metabolic Enzymes Coordinates Carbon Source Utilization and Metabolic Flux Qijun Wang, 1 Yakun Zhang, 2 Chen Yang, 3 Hui Xiong, 1 ,2 Yan Lin, 4 Jun Yao, 4 Hong Li, 3 Lu Xie, 3 Wei Zhao, 3 Yufeng Yao, 5 Zhi-Bin Ning, 3 Rong Zeng, 3 Yue Xiong, 4 ,6 Kun-Liang Guan, 4 ,7 Shimin Zhao, 1 ,4 ,* Guo-Ping Zhao 1 ,2 ,3 ,8 ,* Lysine acetylation regulates many eukaryotic cellular processes, but its function in prokaryotes is largely unknown. We demonstrated that central metabolism enzymes in Salmonella were acetylated extensively and differentially in response to different carbon sources, concomitantly with changes in cell growth and metabolic flux. The relative activities of key enzymes controlling the direction of glycolysis versus gluconeogenesis and the branching between citrate cycle and glyoxylate bypass were all regulated by acetylation. This modulation is mainly controlled by a pair of lysine acetyltransferase and deacetylase, whose expressions are coordinated with growth status. Reversible acetylation of metabolic enzymes ensure that cells respond environmental changes via promptly sensing cellular energy status and flexibly altering reaction rates or directions. It represents a metabolic regulatory mechanism conserved from bacteria to mammals. 1 State Key Laboratory of Genetic Engineering, Department of Microbiology, School of Life Sciences and Institute of Biomedical Sciences, Fudan University, Shanghai 200032, China. 2 MOST-Shanghai Laboratory of Disease and Health Genomics, Chinese National Human Genome Center at Shanghai, Shanghai 201203, China. 3 Key Laboratory of Synthetic Biology, Bioinformatics Center and Laboratory of Systems Biology, Institute of Plant Physiology and Ecology, Shanghai Institutes for Biological Sciences, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200032, China. 4 Molecular Cell Biology Laboratory, Institute of Biomedical Sciences, Fudan University, Shanghai 200032, China. 5 Laboratory of Human Bacterial Pathogenesis, Department of Medical Microbiology and Parasitology, Institute of Medical Sciences, Shanghai Jiao Tong University School of Medicine, Shanghai 200025, China. 6 Department of Biochemistry and Biophysics and Lineberger Comprehensive Cancer Center, University of North Carolina at Chapel Hill, Chapel Hill, NC 27599, USA. 7 Department of Pharmacology and Moores Cancer Center, University of California San Diego, La Jolla, CA 92093, USA. 8 Department of Microbiology and Li Ka Shing Institute of Health Sciences, The Chinese University of Hong Kong, Prince of Wales Hospital, Shatin, New Territories, Hong Kong SAR, China. * To whom correspondence should be addressed. E-mail: zhaosm@fudan.edu.cn