山羊肌内前脂肪细胞分化过程中蛋白质丙二酰化修饰的全局图谱解析及其对脂代谢调控的启示

本研究针对反刍动物蛋白质丙二酰化（Malonylation）修饰功能不明的科学问题，通过构建山羊肌内前脂肪细胞分化过程的全球首个丙二酰化修饰图谱，发现分化第3天为脂质积累关键期，鉴定出ACACA、TPT1等5个与脂代谢密切相关的关键修饰蛋白，为提升畜禽肉品质提供了新型分子靶点。

　　

在追求优质畜禽产品的进程中，肌内脂肪（Intramuscular fat, IMF）沉积程度直接决定肉品的风味与嫩度，成为动物育种领域的核心攻关目标。近年研究发现，蛋白质翻译后修饰中的丙二酰化（Malonylation）与脂代谢存在显著关联，但这一调控机制在反刍动物中仍属空白。尤其值得注意的是，山羊作为重要经济畜种，其肌内前脂肪细胞分化过程中蛋白质丙二酰化修饰的动态变化与功能尚未阐明，这严重制约了通过分子育种手段改善肉品质的进程。

针对这一科学瓶颈，西南民族大学青藏高原动物遗传资源保护与利用四川省重点实验室的研究团队在《Journal of Proteomics》发表了开创性研究。研究人员采用高分辨率质谱技术对山羊肌内前脂肪细胞分化第0天（d0）和第3天（d3）进行全局蛋白质丙二酰化修饰分析，结合生物信息学富集和靶向验证，首次绘制了反刍动物脂肪细胞分化过程的修饰图谱。关键技术包括：1）基于TMT标记的定量蛋白质组学；2）丙二酰化肽段免疫亲和富集；3）KEGG/GO通路分析；4）来自3头健康山羊的原代细胞培养模型。

研究结果

1. 关键时间点锁定：发现分化d3是脂质积累的关键转折期，但丙二酰化修饰水平未发生显著波动，提示其可能通过质而非量的变化调控分化进程。

2. 修饰图谱特征：共鉴定212个（d0）和216个（d3）丙二酰化蛋白，显著富集于糖酵解/糖异生（Glycolysis/Gluconeogenesis）、紧密连接（Tight junction）和肌动蛋白细胞骨架调控（Actin cytoskeleton regulation）三大通路。

3. 核心靶点发现：揭示乙酰辅酶A羧化酶（ACACA）、翻译控制肿瘤蛋白1（TPT1）、磷酸甘油酸激酶1（PGK1）、膜联蛋白A6（ANXA6）和A2（ANXA2）等5个关键蛋白的丙二酰化修饰与脂代谢密切关联，其中ACACA作为脂肪酸合成的限速酶，其修饰可能直接影响IMF沉积效率。

研究意义

该研究不仅填补了反刍动物蛋白质丙二酰化修饰研究的空白，更创新性地提出"修饰稳态调控"假说——即前脂肪细胞分化可能依赖特定蛋白的丙二酰化修饰位点保守性而非整体修饰水平变化。发现的ACACA等核心靶点为分子育种提供了新方向，例如通过基因编辑技术精确调控这些蛋白的修饰位点，有望突破传统育种手段对IMF沉积的改良瓶颈。此外，研究所建立的丙二酰化修饰分析平台，为其他经济性状的表观遗传调控研究提供了方法论范式。