分享一篇scientific reports上的文章“Global, site-specific analysis of neuronal protein S-acylation”，通讯作者是剑桥威康信托桑格研究所的Jyoti S. Choudhary教授，研究方向为利用质谱技术从组学水平上研究蛋白-蛋白相互作用、信号通路及翻译后修饰。

蛋白质棕榈酰化修饰是指脂质（主要是棕榈酸酯）以硫酯键与蛋白的半胱氨酸共价连接，又称为S-酰化，是一种具有重要调节功能的蛋白翻译后修饰。目前研究蛋白的棕榈酰化修饰的手段主要有两种：一种是乙酰-生物素交换（Acyl-biotin exchange），先block所有游离cys，随后在中性pH下使用羟胺释放棕榈酰硫酯键，并将新暴露的半胱氨酸硫醇基团生物素化，最后亲和素富集进行质谱鉴定；还有一种是将棕榈酸类似物设计为生物正交探针对细胞进行代谢标记，随后进行点击化学、生物素富集及质谱鉴定。

但上述研究者绝大多数都是研究了棕榈酰化蛋白质组，未系统有效地对棕榈酰化修饰位点进行组学分析。于是作者基于乙酰-生物素交换方法的基本流程，建立了一种以修饰肽段为中心的乙酰-生物素交换方法（site-specific Acyl-Biotin Exchange，ssABE)，大规模地寻找小鼠前脑组织蛋白的棕榈酰化修饰位点，并对这些修饰位点的序列特征进行了全面的分析。

作者成功鉴定到了641个蛋白上的906个棕榈酰化位点，其中有102个是已被报道过的。进一步分析发现这些棕榈酰化位点在多跨膜蛋白的跨膜螺旋上具有明显的富集，这些膜蛋白大多是突触蛋白中的G-蛋白偶联受体、离子通道等，这与棕榈酰化可增加蛋白质结构的疏水性，从而允许蛋白质与膜的结合，进而可调节蛋白质运输及信号转导等功能相一致。

同时，作者首次在某些棕榈酰化修饰肽段上同时鉴定到了磷酸化修饰位点，这两种修饰位点很邻近且有各自的功能，作者猜测他们或许存在相互作用以形成某种调控模式用来控制蛋白活性与功能。

作者接着分析了膜蛋白和可溶蛋白上这些修饰位点的序列特征，发现跨膜蛋白上的棕榈酰化位点主要被富集为具有CC *和C * C（*表示棕榈酰化位点）的二半胱氨酸基序，可溶性蛋白仅含有单个半胱氨酸的基序。最后作者还在一半以上的介导棕榈酰化过程的棕榈酰酰基转移酶（PAT）家族蛋白中鉴定到了棕榈酰化位点，包括以硫酯连接棕榈酰中间体的活性位点。

文章引用：doi:10.1038/s41598-017-04580-1

文章链接：https://www.nature.com/articles/s41598-017-04580-1