新研究發現，N端乙酰化的作用

卑爾根大學生物醫學系的Thomas Arnesen教授說:“多年來，我們已經知道幾乎所有的人類蛋白質都被一種特定的化學基團修飾，但其功能影響仍然不明確。人類細胞中最常見的蛋白質修飾之一是N端乙酰化，這是在蛋白質的起始端(N端)添加一個小化學基團(乙酰基)。這種修飾是由一組被稱為N端乙酰轉移酶(NATs)的酶啟動的。”盡管在人類細胞中“無處不在”，但這種修飾的功能作用仍然是個謎。

他是一項新研究的研究者，該研究揭示了這種蛋白質修飾的核心功能是保護蛋白質免受降解，這對正常的壽命和運動至關重要。

CRISPR-Cas9技術為N端乙酰化提供了新的思路

為了解決這個問題，分子生物學家和研究員Sylvia Varland在加拿大多倫多大學的Donnelly細胞和生物分子研究中心工作了兩年，并得到了挪威研究委員會的FRIPRO流動性資助。

在這里，她利用已建立的CRISPR-Cas9技術和強大的篩選平臺，在**的科學環境之一中確定了人類NAT酶的功能作用。Sylvia專注于人類主要的NAT酶之一NatC，人類NatC KO細胞的全基因組篩選揭示了許多可能參與N端乙酰化功能的人類基因。

回到UiB的Arnesen實驗室，Sylvia在博士生伊娜·科喬薩斯和其他實驗室成員的幫助下，探索了她的基因發現的分子含義。生物化學、細胞生物學和蛋白質組學實驗表明，N端乙酰化可以保護許多蛋白質免受蛋白質降解的影響。缺乏N端乙酰化的蛋白質被細胞降解機制識別。

“N端乙酰化有能力決定蛋白質的壽命，并以多種方式影響我們的細胞，”Varland說。“這對人類是正確的，對果蠅也是如此，果蠅是研究這種蛋白質修飾的一個非常有用的模型，”她繼續說。

N-端乙酰化可以影響衰老。

與此同時，葡萄牙阿威羅大學的研究員Rui Martinho的一個研究小組正在利用果蠅模型研究NatC介導的N端乙酰化對機體的影響。

博士后研究員Rui Silva和他的同學們對缺乏N端乙酰化的果蠅進行了研究。這兩個團隊決定合并他們的努力，并在過去兩年中協調他們的實驗。缺乏NatC的果蠅可以存活，但隨著年齡的增長，這些果蠅的壽命和運動能力下降。這些影響可以通過表達一種在果蠅和人類之間保守的蛋白質來部分逆轉，這種蛋白質被發現是NatC保護的關鍵目標。

破解NatC之謎

總之，通過結合細胞表型的無偏和全局遺傳篩選，研究小組發現了N端乙酰化在保護人類細胞中蛋白質免受降解方面的一般功能。

分子研究確定了當缺乏N端乙酰化時，負責降解一類主要人類蛋白質的細胞成分(泛素連接酶)。在人類細胞和果蠅中，NatC介導的特定蛋白質保護的作用是明顯的。這些途徑對老年人壽命和運動的影響強調了蛋白質N端乙酰化的重要作用。

“這項工作解開了一些秘密，并展示了N端乙酰化如何塑造個體蛋白質的命運，”Arnesen總結道。

這項工作的挪威部分得到了挪威研究委員會、挪威西部衛生當局、挪威癌癥協會和歐洲研究委員會(ERC)的研究資助。

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