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杭州铂赛生物科技有限公司
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杭州铂赛生物科技有限公司
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看过不后悔的科研新方向，一种重要的翻译后新修饰—PARylation，或将延续“乳酸化”的研究传奇~
984 人阅读发布时间：2025-06-27 17:23
老套路走出新传奇，今天让我们站在「乳酸化」的肩膀上看这种重要的翻译后新修饰：多聚ADP-核糖基化修饰（PARylation）。
自乳酸化、泛素化、磷酸化 、糖基化、甲基化、乙酰化等多种经典的蛋白质翻译后修饰相继爆火出圈后，新的蛋白质翻译后修饰类型还在不断涌现。据说目前已经发现有600多种蛋白质翻译后修饰类型，今天小编就为大家带来一个新鲜热点修饰方式—多聚ADP-核糖基化修饰（PARylation：Poly(ADP-ribosyl)ation）。
目前PARylation的文章数量呈现逐年增加的趋势，创新性较高，一般都是一区/二区的水准。不仅在临床研究方面多有应用，也非常适合做国自然课题。
都说做新不如做熟，但好的研究是方向新套路熟，带着乳酸化研究的「经典套路」探索新方向—PARylation，深入解析临床新的分子机制和细胞功能！不确定课题是否适用该方向，右上角直接联系，专业的预测网站，为您预测ADP核糖基化位点，规划相关的高水准课题！
往下翻↓，让我们先来了解一下多聚ADP-核糖基化修饰的相关基础知识！
多聚ADP-核糖基化修饰
PARylation是一种翻译后修饰过程，由PARP酶家族催化，将多个NAD衍生的ADP -核糖(ADPr )单元连接到受体蛋白上。PARylation可以调节蛋白质生物合成过程。PARP1是PARP家族中最丰富的成员，被认为是“原型” PARP酶，利用烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）作为共底物催化PARylation。
PARylation分类
根据ADP-核糖（PAR）单元的数量可分为三类：
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单PAR化（MARylation，单个ADP-核糖修饰）
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寡聚PAR化（oligo PARylation）
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多聚PAR化（poly PARylation）
PARP家族成员
人类17/小鼠16个成员：
PARP-1、PARP-2、PARP-5a和PARP-5b可催化形成多聚PAR化修饰，而其他PARP成员（除PARP-9和PARP-13外）主要在细胞核或细胞质中诱导单PAR化修饰。
PARylation生理功能
多聚ADP-核糖基化（PARylation）是ADP-核糖基化的一种，也是一种动态可逆的PTM（翻译后修饰）系统，借用表观遗传调控中常用的说法，有一套writer、reader、eraser等酶系进行调控。writer即催化形成ADP-核糖化修饰的酶，统称为ADP-核糖基转移酶（(ADP-ribosyl)transferases，ARTs），是一类具有单或多ADP-核糖基转移活性的蛋白质。
ADP-核糖基化可以改变蛋白质的活性、稳定性和配体结合能力，这与多种疾病的发生和发展密切相关，在调控细胞功能和应对外界挑战中发挥着重要作用。在DNA修复、转录调控、细胞周期调控、免疫应答等多种生物学过程中，扮演着至关重要的角色。
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心血管疾病，如血管钙化、动脉粥样硬化、心肌梗死等；
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神经退行性疾病，如肌萎缩侧索硬化症（ALS）、阿尔茨海默病（AD）等；
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免疫与代谢性疾病，如自身免疫病，糖尿病并发症等；
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炎症性疾病，如特异性皮炎、炎症性肠病等；
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癌症，如卵巢癌、结直肠癌、食管鳞状细胞癌等。
在DNA损伤应答和修复中的作用
PARP-1是一种DNA损伤感应蛋白，可将带负电荷的PAR连接到自身或靶蛋白上。这一过程涉及DNA损伤下细胞内大量NAD+的消耗。多聚ADP核糖基化在DDR和DNA修复途径中具有多种作用，包括单链断裂、双链断裂、DNA复制叉和染色质结构的修复。
在炎症调控中的作用
炎症反应发生在各种环境中，例如在肿瘤、病毒感染、代谢性疾病和神经退行性疾病中；它们常常伴随着多聚ADP核糖基化。多聚ADP核糖基化调节诱导型一氧化氮合酶的水平，PARP抑制剂抑制多聚ADP核糖基化和iNOS的表达，参与全身炎症反应。
在代谢调控中的作用
多聚ADP核糖基化可以直接和间接调控细胞和全身代谢。由于多聚ADP核糖基化是细胞应激的指标，因此组织或细胞中多聚ADP核糖基化的增加是代谢异常状态的代表。此外，多聚ADP核糖基化是NAD +/NADH水平的指示剂，可用于细胞能量感知和信号传导。
在细胞死亡中的作用
应激原诱导的DNA损伤诱导多聚ADP核糖基化，合成的PAR招募DNA修复蛋白复合物到DNA损伤区域。由于hyper-多聚ADP核糖基化引起的一系列过程，广泛的DNA损伤可导致细胞死亡。
PARylation相关研究案例
案例一
为了探究代谢重编程（糖酵解→脂肪酸氧化）能否调控心肌细胞增殖，并解析CPT1抑制促再生的分子机制。第三军医大学大坪医院团队构建心脏特异性Cpt1a/b双敲小鼠，结合依托莫克西（CPT1抑制剂）处理，通过RNA测序、代谢组学及p38 MAPK磷酸化分析验证机制。发现CPT1抑制（依托莫克西或基因敲除）逆转代谢重编程，通过减少PARP1介导的DUSP1蛋白PARylation，降低p38 MAPK磷酸化水平，显著激活成年心肌细胞增殖并促进心梗后心脏再生，证实代谢干预是心脏修复的有效策略。
案例二
为了探究PARP1介导的PARylation修饰能否调控VSMC铁死亡及其在血管钙化中的作用。东南大学附属中大医院团队通过构建Parp1flox/flox Tagln Cre+小鼠模型，结合β-甘油磷酸处理VSMC，利用RNA测序及POLG敲低验证分子机制。发现PARP1介导POLG的PARylation修饰触发了其泛素化降解，导致线粒体功能障碍并激活Adora2a/Rap1信号通路，诱导VSMC铁死亡及血管钙化，抑制PARP1可逆转该过程，提示PARP1抑制剂具治疗潜力。
案例三
为了探究NUDT13是如何通过抑制PKM1的PARylation修饰调控结直肠癌（CRC）代谢重编程及肿瘤发生机制。中山大学研究团队通过转录组分析、Nudt13时空敲除小鼠模型、PARP1抑制剂Olaparib处理及模拟肽段功能验证。发现NUDT13通过抑制PARP1介导的PKM1 PARylation，稳定PKM1蛋白并诱导CRC细胞氧化磷酸化表型，显著抑制肿瘤发生；靶向Nudix基序的模拟肽可阻断CRC进展。
常规服务：PARylation的检测
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主要检测方法为免疫共沉淀Co-IP；
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