分享一篇发表在Nat Chem Biol上的文章，文章题目为“An unbiased proteomic platform for ATE1-based arginylation profiling”，本文通讯作者为华盛顿大学的Benjamin A. Garcia教授，他们课题组的研究方向是基于定量蛋白质组学和相关计算方法，研究翻译后修饰在调节疾病发展进程中的作用。

精氨酸化修饰是一种重要的翻译后修饰，在哺乳动物中，该修饰由精氨酸转移酶（AET1）催化产生，AET1是哺乳动物中唯一已知的能催化该翻译后修饰产生的酶。精氨酸化修饰的缺失会导致许多疾病的发生。但是因为精氨酸化修饰与蛋白中正常精氨酸残基具有相同的质量，因此在质谱上鉴定精氨酸化修饰较为困难。

本文作者提出了一种无偏的蛋白质组平台，可以用于发现ATE1催化产生的精氨酸化修饰，并鉴定该修饰发生的位点。该方法的工作流程是：使用ATE1敲除的细胞，裂解细胞之后，作者添加ATE1酶、Arg0和同位素标记的Arg10（轻重标的Arg比例为1:1），以及产生该修饰所需的的ATP、tRNA、RARS等，在ATE1的催化作用下，其底物蛋白上会产生轻重标比例为1:1的精氨酸化修饰，通过确认该修饰特征，即可区分精氨酸化修饰和精氨酸残基。

作者先在模式肽上验证了该催化反应可以在体外构建，并且在模式肽上观察到了预期中的H/L=1的ratio，之后作者开发了一个用于处理质谱数据的小工具，可以提取具有相同肽序列切Arg上具有10.008269 Da的MS2谱图，并提取它们对应的MS1，计算它们的H/L，最后导出MS2及其对应的MS1谱图，用于可视化。

建立了工作流程之后，作者在细胞、病人样本、小鼠样本中进行了精氨酸化位点的检测，并对发现的精氨酸化位点进行了验证，对蛋白质组数据分析发现，精氨酸化大部分发生在蛋白N端，少部分发生在侧链上，且精氨酸化修饰大部分发生在D或者E的N端。

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综上所述，作者开发了一个用于蛋白质精氨酸化修饰无偏标记的方法，可以鉴定精氨酸化修饰发生的位点，与肽段中的精氨酸残基区分。

本文作者：LZ

责任编辑：WYQ

DOI：10.1038/s41589-025-01996-z

原文链接：https://doi.org/10.1038/s41589-025-01996-z