乙酰化修饰：赖氨酸与非组蛋白乙酰化无限潜力

乙酰化修饰（acetylation）是指在酶（或非酶）的作用下将乙酰CoA的乙酰基团转移至蛋白质氨基酸残基上。说到乙酰化修饰，目前研究最多的是组蛋白上的乙酰化修饰，其在表观调控过程中至关重要。然而，乙酰化修饰更广泛的功能并不限制于在细胞核内，在胞浆及其他亚细胞中的大量的蛋白上，也存在着丰富的乙酰化修饰，我们称为非组蛋白的乙酰化修饰。

从分类上说，乙酰化修饰主要分为两类：发生在蛋白N端的乙酰化修饰，以及发生在蛋白赖氨酸上的乙酰化修饰。前者发生在90%以上的真核生物新生蛋白上，对于新生蛋白的成熟和细胞定位非常重要，由N乙酰转移酶（NATs）负责；而后者是一个可逆的过程，主要由赖氨酸乙酰化酶（KATs）和赖氨酸去乙酰化酶（KDACs），赖氨酸的乙酰化修饰是我们目前研究的重点。

赖氨酸的乙酰化修饰分布十分广泛，借助于质谱的蛋白质组分析手段，目前已经鉴定出大量的非组蛋白上的赖氨酸修饰，其分布于各种亚细胞结构中。其中，模式动物大鼠，单个研究已经鉴定出4541个蛋白的15474个乙酰化位点；而原核模式生物E. Coli已鉴定出1000个蛋白中的8284个乙酰化位点；植物鉴定的记录也是最近才刷新，在拟南芥中共鉴定到7456个乙酰化位点。由此，我们可以看到非组蛋白的赖氨酸乙酰化修饰，是一种极其保守的修饰类型，无论是真核还是原核生物，都大量存在这种修饰。                           

还是那句话，如此广泛的存在，必然意味着乙酰化修饰具有极广泛且重要的生物功能。但遗憾的是，目前研究者了解的还非常有限。目前仅有的主要认识包括：

1. 代谢调控功能：

代谢调控是赖氨酸乙酰化修饰的最重要功能，无论是真核生物还是原核生物。

目前已鉴定到的具有乙酰化修饰的代谢调控蛋白和代谢酶：

代谢调控是生物的最基本、最重要的功能。从生长发育、疾病发生发展、植物抗逆到免疫调控等，均与代谢过程密不可分。例如，Diabetes上已发表的文章发现糖尿病病理过程存在显著的乙酰化修饰改变；代谢是目前肿瘤领域最热点研究方向；而植物抗逆的过程，实际上就是植物通过各种策略和机制，来维持代谢稳态，以平衡防御、生长与存活之前关系的过程。在免疫方面，研究证实免疫细胞在促炎和抗炎过程中，具有完全不同的代谢策略，并且乙酰化修饰可能在其中扮演重要作用。

甚至，代谢研究的顶级期刊《Cell Metabolism》发表的研究还曾发现，在有些代谢状态下，乙酰化修饰对代谢的调控，比蛋白表达调控、磷酸化调控更为重要。

因此乙酰化修饰可以作为桥梁，可能通过其对代谢的重要调控作用，广泛参与各种生物过程中。

2. 信号通路调控功能：

与磷酸化修饰类似，乙酰化修饰也发生于很多的信号分子中。以IGF-1为例，IGF-1与IGFR受体结合后，会启动复杂的下游信号通路。目前的研究已发现，几乎IGF细胞内的信号转导都涉及乙酰化修饰，并且有些蛋白被修饰后会促进转导，有些被乙酰化修饰后则抑制转导：

3. 转录调控：

信号转导的终端之一往往是激活转录因子，启动基因表达。乙酰化修饰可同磷酸化修饰一起调控转录因子的活性与核转位，示例：

因此乙酰化修饰可以通过其对信号转导的调控作用，广泛参与各种生物过程中。

4. 其他功能：

※ 细胞骨架：细胞骨架单元F actin与调控蛋白cortactin具有乙酰化的位点，一旦乙酰化后，其稳定性、动态重构等均会发生变化。因此，乙酰化修饰可通过细胞骨架，参与细胞迁移、物质运输等生物过程的调控。

※ 自噬：乙酰化修饰直接调控自噬相关蛋白的功能、自噬蛋白的转录合成、自噬体相关的细胞骨架：

无论是在真核生物还是原核生物中，赖氨酸的乙酰化修饰存在非常广泛。而上述只能说是目前对赖氨酸乙酰化修饰的有限认识的一部分。

作为如此广泛存在的一种保守修饰类型，一定还有更多的功能和作用是目前的研究还未触及的，可以说是潜力无限。一方面，对于关注代谢调控、信号转导研究的老师，乙酰化修饰是非常重要的切入方向；另一方面，对于寻找完全创新研究突破的老师，乙酰化修饰绝对也是非常好的突破口。随着更深入、更广泛的研究，也许未来我们会发现乙酰化修饰可能与磷酸化修饰一样，是蛋白功能的最重要存在形式之一。