在过去的几十年里，关于赖氨酸甲基化的研究主要集中在核心组蛋白上，这些研究结果表明甲基化修饰在染色质的结构及功能上起着至关重要的作用。组蛋白甲基化修饰的失调会导致基因表达网络的重组且与多种疾病状态相关。所有在组蛋白上发现的翻译后修饰同样存在于非组蛋白上，然而，非组蛋白的甲基化修饰却大多都不为所知。

鉴定到某种修饰对应的蛋白底物是PTM功能研究的关键性步骤，但甲基化底物的发现却没那么简单。这是因为适用于放射性标记方法采用的3H或14C的放射性很低，很难检测到甲基化。Kme（赖氨酸甲基化），尤其是Kme1，只在底物上产生很小的结构变化，使得单甲基化与非甲基化的赖氨酸生化性质几乎不发生改变，很难用化学方法将二者分离。此外，开发一个单甲基化的高度特异性及亲和性的抗体仍然是一个挑战。因此至今仍缺少一个有效的系统的鉴定和分析蛋白甲基化尤其是单甲基化的方法。

为了克服上述技术难题，中国科学院上海药物研究所及杭州景杰生物科技有限公司的研究人员共同于2015年2月在MCP杂志上公布了一个新的化学蛋白质组方法，该方法可以有效的富集并全面的鉴定、分析赖氨酸单甲基化蛋白。文中报道该方法首先通过化学衍生法在单甲基的赖氨酸残基上添加一个丙酰基团；再利用丙酰-单甲基化的泛抗体对肽段进行亲和富集；最后通过HPLC/MS/MS的方法分析富集肽段并且绘制图谱。通过这种方法，他们准确的鉴定到了398个蛋白上的446个单甲基化位点，其中有3个组蛋白位点（H2AK5、H1K33、H1K145）的甲基化之前从未被发现过，且这是目前已报道的最大的关于蛋白质单甲基化谱。

赖氨酸丙酰化的方法最初是由Garcia和Hunt为了增强胰酶裂解肽段的疏水性而引入的，同时也增加了质谱分析时的序列覆盖度。然而该方法始终未用于蛋白质组学分析赖氨酸甲基化上，研究人员对此进行了验证，结果显示该方法是可行的。又由于二甲基和三甲基赖氨酸不能与丙酰酸酐进行反应，因此该方法是特异性的针对单甲基化进行研究。亲和富集是蛋白翻译后修饰分析的关键性步骤，本研究使用的进行亲和富集的泛抗体，是经过了Dot-blot assay验证去除了交叉反应的可能性，且实验结果表明该抗体具有高度的亲和力及特异性。同时实验采用同位素标记，使丙酰13CD3-赖氨酸具有唯一的74.0640 Da的质量位移，从而在质谱分析上能够区别体内的赖氨酸丁酰化修饰，达到准确鉴定赖氨酸单甲基化修饰的作用。

本研究不仅提供了一种全方位的有效的筛选赖氨酸单甲基化底物的方法，也显著的扩展了赖氨酸单甲基化蛋白的已知目录。这种将蛋白质组学技术同甲基化调控酶表达的基因操作相结合的方法可以用来鉴定甲基化转移酶（Kme1）和去甲基化转移酶（Kme1、Kme2）的底物以及在病理条件下甲基化底物的动态分析。此外，所得数据集是进一步进行生物学研究的有价值的起点，它可以为研究赖氨酸甲基化蛋白的生物学功能及解剖人类疾病特异性的赖氨酸甲基化途径提供方向。（来源：科学网）