埃默里大学卡罗尔·克拉克 一种被称为甲基化的过程有助于调节开关，以保持体内许多系统的正常运行
“但是这个过程可能被劫持，产生可能导致疾病的修饰，”埃默里大学的博士奥甘纳·恩瓦吉比(上图)解释道
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化学专业学生，论文第一作者
学分:埃默里大学 化学家开发了一种方法来检测蛋白质的变化，这种变化可能预示着癌症、阿尔茨海默氏症、糖尿病和其他主要疾病的早期阶段
由埃默里大学和奥本大学的化学家领导的Angewandte Chemie发表了这项工作
这些结果为研究独特的蛋白质修饰和各种病理之间的联系提供了一种新的策略
该论文的资深作者、埃默里大学化学副教授莫尼卡·拉吉说:“我们使用新的化学方法获得的知识有可能提高早期发现肺癌等疾病的能力，那时治疗可能会更有效。”
“对蛋白质修饰的详细了解也可能有助于指导对患者进行个性化的、有针对性的治疗，以提高药物对癌症的疗效
" 研究人员为使用他们的方法检测单个蛋白质修饰或单甲基化提供了概念证明
他们的实验室实验是在大肠杆菌表达的赖氨酸蛋白上进行的
大肠杆菌和其他非人类生物
赖氨酸是对生命至关重要的九种必需氨基酸之一
人体合成赖氨酸后，蛋白质会发生变化，即甲基化
甲基化是将一个碳原子和三个氢原子从一种物质转移到另一种物质的生化过程
这种修饰可以以单甲基化、双甲基化或三甲基化的形式出现
去甲基化逆转了这些修饰
甲基化和去甲基化的微小变化调节着体内许多系统的生物开关，如新陈代谢和脱氧核糖核酸的产生
“在正常状态下，甲基化过程产生了保持身体功能和健康所需的改变，”埃默里大学的奥甘纳·恩瓦吉比说
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化学专业学生，论文第一作者
“但是这个过程可能被劫持，产生可能导致疾病的改变
" 他补充说，尤其是对赖氨酸的修饰，已经与人类许多癌症和其他疾病的发展相关联
来自奥本大学的斯利拉姆·马赫什是这篇论文的第一作者
同样来自奥本的泽维尔·斯特里特是合著者
专门开发有机化学工具来理解和解决生物学问题的拉杰实验室，想设计一种方法来检测生物体表达的赖氨酸单甲基化标记
单甲基化检测尤其具有挑战性，因为它在赖氨酸修饰的体积、电荷或其他特征上留下可忽略的变化
研究人员设计了化学探针，即富含电子的重氮离子，在他们能够控制的特定生物相容性条件下，包括特定的酸碱度和电子密度，它们只与单离子位点偶联
他们使用质谱和核磁共振技术来证明他们有选择地击中了正确的目标，并确认了这些位置上原子的耦合
该方法是独特的，因为它直接针对单甲基化位点
该方法的另一个独特之处是它在酸性条件下是可逆的，允许研究人员解开原子并重新生成一甲基化位点的原始状态
拉杰实验室现在计划与埃默里大学的温希普癌症研究所的研究人员合作，在取自肺癌患者的组织样本上测试这种新方法
目标是了解肺癌患者和非肺癌患者赖氨酸单甲基化位点的差异
“这就像一次捕鱼探险，”恩瓦乔比解释道
“第一步是用我们的方法找到组织样本中的赖氨酸单甲基化位点，这很难做到，因为它们的丰度很低
一旦我们找到了这些位点，我们的方法就允许我们用化学探针逆转偶联，这样就可以研究这些位点的完整的原始形式的功能
" 需要对许多疾病(如肺癌)进行早期检测的实用方法来帮助改善患者的预后
“如果我们能开发出更多的方法来更早地识别肺癌，这可能会为大大提高存活率的治疗打开大门，”拉杰说
研究人员希望研究从肺癌不同阶段的患者、有或没有该疾病家族史的患者、吸烟者和不吸烟者的样本中赖氨酸单甲基化的差异
拉吉说，从这些分析中获得的知识可以为更个性化、更有针对性的治疗奠定基础
她的实验室也在开发化学工具来选择性地检测赖氨酸二甲基化和三甲基化位点，以帮助更全面地描述赖氨酸甲基化在疾病中的作用
“我们希望其他研究人员也能应用我们的方法和我们正在开发的化学工具，来更好地理解一系列癌症和许多其他与赖氨酸甲基化相关的疾病，”拉杰说
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