Name: 大 腸菌 および哺乳類細胞における遺伝コード拡張による部位特異的リジンラクチル化 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2026-02-24T13:25:00.000+00:00
Duration: 5 min 58 s
Description: 学ぶ 大腸菌と哺乳類細胞を用いた遺伝コード拡張による部位特異的リジンラクチル化の手法。タンパク質機能と腫瘍代謝の研究に応用可能です。

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<ol><li>Zhang, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Metabolic+regulation+of+gene+expression+by+histone+lactylation%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Metabolic regulation of gene expression by histone lactylation.</a> Nature. 574 (7779), 575-580 (2019).</li>
<li>Yu, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Histone+lactylation+drives+oncogenesis+by+facilitating+m6A+reader+protein+YTHDF2+expression+in+ocular+melanoma%5BTitle%5D)+AND+%22Genome+Biol%22%5BJournal%5D)">Histone lactylation drives oncogenesis by facilitating m6A reader protein YTHDF2 expression in ocular melanoma.</a> Genome Biol. 22 (1), 85(2021).</li>
<li>Pan, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Demethylzeylasteral+targets+lactate+by+inhibiting+histone+lactylation+to+suppress+the+tumorigenicity+of+liver+cancer+stem+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Pharmacol+Res%22%5BJournal%5D)">Demethylzeylasteral targets lactate by inhibiting histone lactylation to suppress the tumorigenicity of liver cancer stem cells.</a> Pharmacol Res. 181, 106270(2022).</li>
<li>Xu, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Royal+jelly+acid+suppresses+hepatocellular+carcinoma+tumorigenicity+by+inhibiting+H3+histone+lactylation+at+H3K9la+and+H3K14la+sites%5BTitle%5D)+AND+%22Phytomedicine%22%5BJournal%5D)">Royal jelly acid suppresses hepatocellular carcinoma tumorigenicity by inhibiting H3 histone lactylation at H3K9la and H3K14la sites.</a> Phytomedicine. 118, 154940(2023).</li>
<li>Chai, P., Zhao, F., Jia, R., Zhou, X., Fan, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lactate%2Flactylation+in+ocular+development+and+diseases%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+Mol+Med%22%5BJournal%5D)">Lactate/lactylation in ocular development and diseases.</a> Trends Mol Med. 31 (12), 1073-1076 (2025).</li>
<li>Wang, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+relationship+and+clinical+significance+of+lactylation+modification+in+digestive+system+tumors%5BTitle%5D)+AND+%22Cancer+Cell+Int%22%5BJournal%5D)">The relationship and clinical significance of lactylation modification in digestive system tumors.</a> Cancer Cell Int. 24 (1), 246(2024).</li>
<li>Yang, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lactylome+analysis+suggests+lactylation-dependent+mechanisms+of+metabolic+adaptation+in+hepatocellular+carcinoma%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Metab%22%5BJournal%5D)">Lactylome analysis suggests lactylation-dependent mechanisms of metabolic adaptation in hepatocellular carcinoma.</a> Nat Metab. 5 (1), 61-79 (2023).</li>
<li>Chen, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lactate-lactylation+hands+between+metabolic+reprogramming+and+immunosuppression%5BTitle%5D)+AND+%22Int+J+Mol+Sci%22%5BJournal%5D)">Lactate-lactylation hands between metabolic reprogramming and immunosuppression.</a> Int J Mol Sci. 23 (19), 11943(2022).</li>
<li>Sun, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+diapause-like+colorectal+cancer+cells+induced+by+smc4+attenuation+are+characterized+by+low+proliferation+and+chemotherapy+insensitivity%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Metab%22%5BJournal%5D)">The diapause-like colorectal cancer cells induced by smc4 attenuation are characterized by low proliferation and chemotherapy insensitivity.</a> Cell Metab. 35 (9), 1563-1579 (2023).</li>
<li>Yang, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+positive+feedback+loop+between+inactive+VHL-triggered+histone+lactylation+and+PDGFR%CE%B2+signaling+drives+clear+cell+renal+cell+carcinoma+progression%5BTitle%5D)+AND+%22Int+J+Biol+Sci%22%5BJournal%5D)">A positive feedback loop between inactive VHL-triggered histone lactylation and PDGFRβ signaling drives clear cell renal cell carcinoma progression.</a> Int J Biol Sci. 18 (8), 3470-3483 (2022).</li>
<li>Li, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tumor-derived+lactate+promotes+resistance+to+bevacizumab+treatment+by+facilitating+autophagy+enhancer+protein+Rubcnl+expression+through+histone+H3+lysine+18+lactylation+%28H3K18la%29+in+colorectal+cancer%5BTitle%5D)+AND+%22Autophagy%22%5BJournal%5D)">Tumor-derived lactate promotes resistance to bevacizumab treatment by facilitating autophagy enhancer protein Rubcnl expression through histone H3 lysine 18 lactylation (H3K18la) in colorectal cancer.</a> Autophagy. 20 (1), 114-130 (2024).</li>
<li>Jiang, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lactate+modulates+cellular+metabolism+through+histone+lactylation-mediated+gene+expression+in+non-small+cell+lung+cancer%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Oncol%22%5BJournal%5D)">Lactate modulates cellular metabolism through histone lactylation-mediated gene expression in non-small cell lung cancer.</a> Front Oncol. 11, 647559(2021).</li>
<li>Chen, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Metabolic+regulation+of+homologous+recombination+repair+by+MRE11+lactylation%5BTitle%5D)+AND+%22Cell%22%5BJournal%5D)">Metabolic regulation of homologous recombination repair by MRE11 lactylation.</a> Cell. 187 (2), 294-311 (2024).</li>
<li>Li, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Glycometabolic+reprogramming-induced+XRCC1+lactylation+confers+therapeutic+resistance+in+ALDH1A3-overexpressing+glioblastoma%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Metab%22%5BJournal%5D)">Glycometabolic reprogramming-induced XRCC1 lactylation confers therapeutic resistance in ALDH1A3-overexpressing glioblastoma.</a> Cell Metab. 36 (8), 1696-1710.e10 (2024).</li>
<li>Liberti, M. V., Locasale, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+warburg+effect%3A+How+does+it+benefit+cancer+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+Biochem+Sci%22%5BJournal%5D)">The warburg effect: How does it benefit cancer cells.</a> Trends Biochem Sci. 41 (3), 211-218 (2016).</li>
<li>Varner, E. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantification+of+lactoyl-CoA+%28lactyl-CoA%29+by+liquid+chromatography+mass+spectrometry+in+mammalian+cells+and+tissues%5BTitle%5D)+AND+%22Open+Biol%22%5BJournal%5D)">Quantification of lactoyl-CoA (lactyl-CoA) by liquid chromatography mass spectrometry in mammalian cells and tissues.</a> Open Biol. 10 (9), 200187(2020).</li>
<li>Chen, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Metabolic+regulation+of+homologous+recombination+repair+by+MRE11+lactylation%5BTitle%5D)+AND+%22Cell%22%5BJournal%5D)">Metabolic regulation of homologous recombination repair by MRE11 lactylation.</a> Cell. 187 (2), 294-311.e21 (2024).</li>
<li>Chen, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((NBS1+lactylation+is+required+for+efficient+DNA+repair+and+chemotherapy+resistance%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">NBS1 lactylation is required for efficient DNA repair and chemotherapy resistance.</a> Nature. 631 (8021), 663-669 (2024).</li>
<li>Zong, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Alanyl-trna+synthetase%2C+AARS1%2C+is+a+lactate+sensor+and+lactyltransferase+that+lactylates+p53+and+contributes+to+tumorigenesis%5BTitle%5D)+AND+%22Cell%22%5BJournal%5D)">Alanyl-trna synthetase, AARS1, is a lactate sensor and lactyltransferase that lactylates p53 and contributes to tumorigenesis.</a> Cell. 187 (10), 2375-2392.e33 (2024).</li>
<li>Ju, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+alanyl-tRNA+synthetase+AARS1+moonlights+as+a+lactyltransferase+to+promote+YAP+signaling+in+gastric+cancer%5BTitle%5D)+AND+%22J+Clin+Invest%22%5BJournal%5D)">The alanyl-tRNA synthetase AARS1 moonlights as a lactyltransferase to promote YAP signaling in gastric cancer.</a> J Clin Invest. 134 (10), e174587(2024).</li>
<li>Sun, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lactylation+of+METTl16+promotes+cuproptosis+via+m6A-modification+on+FDX1+mRNA+in+gastric+cancer%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Commun%22%5BJournal%5D)">Lactylation of METTl16 promotes cuproptosis via m6A-modification on FDX1 mRNA in gastric cancer.</a> Nat Commun. 14 (1), 6523(2023).</li>
<li>Mao, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hypoxia+induces+mitochondrial+protein+lactylation+to+limit+oxidative+phosphorylation%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Res%22%5BJournal%5D)">Hypoxia induces mitochondrial protein lactylation to limit oxidative phosphorylation.</a> Cell Res. 34 (1), 13-30 (2024).</li>
<li>Lv, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mitogenic+and+oncogenic+stimulation+of+K433+acetylation+promotes+PKM2+protein+kinase+activity+and+nuclear+localization%5BTitle%5D)+AND+%22Mol+Cell%22%5BJournal%5D)">Mitogenic and oncogenic stimulation of K433 acetylation promotes PKM2 protein kinase activity and nuclear localization.</a> Mol Cell. 52 (3), 340-352 (2013).</li>
<li>Okada, A. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lysine+acetylation+regulates+the+interaction+between+proteins+and+membranes%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Commun%22%5BJournal%5D)">Lysine acetylation regulates the interaction between proteins and membranes.</a> Nat Commun. 12 (1), 6466(2021).</li>
<li>Wan, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cyclic+immonium+ion+of+lactyllysine+reveals+widespread+lactylation+in+the+human+proteome%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Methods%22%5BJournal%5D)">Cyclic immonium ion of lactyllysine reveals widespread lactylation in the human proteome.</a> Nat Methods. 19 (7), 854-864 (2022).</li>
<li>Shao, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Genetic+code+expansion+reveals+site-specific+lactylation+in+living+cells+reshapes+protein+functions%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Commun%22%5BJournal%5D)">Genetic code expansion reveals site-specific lactylation in living cells reshapes protein functions.</a> Nat Commun. 16 (1), 227(2025).</li>
<li>Sun, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Genetic+encoding+of+%CE%B5-N-L-lactyllysine+for+detecting+delactylase+activity+in+living+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Chem+Commun+%28Camb%29%22%5BJournal%5D)">Genetic encoding of ε-N-L-lactyllysine for detecting delactylase activity in living cells.</a> Chem Commun (Camb). 58 (61), 8544-8547 (2022).</li>
<li>Ren, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Expanding+the+scope+of+genetically+encoded+lysine+post-translational+modifications+with+lactylation%2C+%CE%B2-hydroxybutyrylation+and+lipoylation%5BTitle%5D)+AND+%22Chembiochem%22%5BJournal%5D)">Expanding the scope of genetically encoded lysine post-translational modifications with lactylation, β-hydroxybutyrylation and lipoylation.</a> Chembiochem. 23 (18), e202200302(2022).</li>
<li>Hu, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Engineering+unnatural+cells+with+a+21st+amino+acid+as+a+living+epigenetic+sensor%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Commun%22%5BJournal%5D)">Engineering unnatural cells with a 21st amino acid as a living epigenetic sensor.</a> Nat Commun. 16 (1), 9388(2025).</li>
<li>Elsasser, S. J., Ernst, R. J., Walker, O. S., Chin, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Genetic+code+expansion+in+stable+cell+lines+enables+encoded+chromatin+modification%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Methods%22%5BJournal%5D)">Genetic code expansion in stable cell lines enables encoded chromatin modification.</a> Nat Methods. 13 (2), 158-164 (2016).</li>
<li>Zhu, W., Fan, C., Hou, Y., Zhang, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lactylation+in+tumor+microenvironment+and+immunotherapy+resistance%3A+New+mechanisms+and+challenges%5BTitle%5D)+AND+%22Cancer+Lett%22%5BJournal%5D)">Lactylation in tumor microenvironment and immunotherapy resistance: New mechanisms and challenges.</a> Cancer Lett. 627, 217835(2025).</li>
<li>Mills, E. M., Barlow, V. L., Jones, A. T., Tsai, Y. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+mammalian+cell+logic+gates+controlled+by+unnatural+amino+acids%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Rep+Methods%22%5BJournal%5D)">Development of mammalian cell logic gates controlled by unnatural amino acids.</a> Cell Rep Methods. 1 (6), 100073(2021).</li>
<li>Italia, J. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Genetically+encoded+protein+sulfation+in+mammalian+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Chem+Biol%22%5BJournal%5D)">Genetically encoded protein sulfation in mammalian cells.</a> Nat Chem Biol. 16 (4), 379-382 (2020).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>6*his、His tag 組換えモノクローナル抗体</td><td>プロテインテック</td><td>84814-1-RR</td><td>6&timesを標的とする特異的な免疫グロブリンのクラス;彼のタグ(6つの連続したヒスチジン残基からなる短いペプチド、HHHHH)は組換えタンパク質に存在します。</td></tr><tr><td>ACQUITY UPLCシステム</td><td>水域</td><td></td><td>超高性能液体クロマトグラフィー</td></tr><tr><td>抗L-ラクチルリシンウサギmAb</td><td>PTMバイオラボ</td><td>PTM-1401RM</td><td>L-ラチルリジン(Klac)を標的とした特定の免疫グロブリンのクラスであり、タンパク質の翻訳後修飾(PTM)です。</td></tr><tr><td>ClonExpress II ワンステップクローンキット</td><td>Vazyme&nbsp;</td><td>C112</td><td>シンプルで迅速、かつ効率的なDNAシームルクローニング技術に基づき、挿入断片は任意のベクターの任意の部位に方向性的にクローン化することができます。</td></tr><tr><td>CytoFlexフローサイトメーター</td><td>ベックマン・カウルター</td><td></td><td>高感度検出および多色解析能力を備えたフローサイトメーター</td></tr><tr><td>DH10B</td><td>バイオラビット</td><td>EC005H-S</td><td>プラスミド形転換、遺伝子クローニング、青白スクリーニングのための有能な細胞の一種です。</td></tr><tr><td>DH5&α;</td><td>Vazyme&nbsp;</td><td>C502</td><td>プラスミド形転換、遺伝子クローニング、青白スクリーニングのための有能な細胞の一種です。</td></tr><tr><td>EASY-nano LC 1200システム</td><td>サーモフィッシャー・サイエンティフィック</td><td></td><td>高感度・高分解能の複雑な試料を分離するためのナノ液体クロマトグラフィー</td></tr><tr><td>オービトラップ・エクリプス・トリブリッド質量分析計</td><td>サーモフィッシャー・サイエンティフィック</td><td></td><td>旗艦級の高性能三重線液体クロマトグラフィー質量分析(LC-MS)システム</td></tr><tr><td>ファンタマックス・スーパーフィデリティDNAポリメラーゼ</td><td>Vazyme&nbsp;</td><td>P505</td><td>高速増幅と忠実度を兼ね備えた高忠実度の単一酵素</td></tr><tr><td>ポリジェット</td><td>シグナジェン</td><td>SL100688</td><td>PolyJet DNA In Vitroトランスフェクション試薬は、細胞毒性の低く効果的かつ再現性の高いトランスフェクションを保証する強力なトランスフェクション試薬として調合されています。</td></tr></tbody></table>

大 腸菌 および哺乳類細胞における遺伝コード拡張による部位特異的リジンラクチル化

Site-Specific Lysine Lactylation via Genetic Code Expansion in E. coli and Mammalian Cells

まず、大腸菌のタンパク質へのKlac特異性の組み込みを評価しました。ヒトエノーラーゼ1(hENO1)の遺伝子は、残基K89(hENO1-89TAG)に琥珀色の停止コドンを含むように設計され、この構成は直交するKlacRSおよびそれに対応するtRNA対と共発現していました。1 mM Klac補足がなかったため、全長のhENO1は検出されませんでした。対照的に、1 mM Klacを培養培地に加えると、位置89にKlacを含む全長hENO1(hENO1-89Klac)が~1.2 mg/Lの収量で生成されました(図1A)。全長hENO1の存在およびKlacの選択的組み込みは、抗Hisタグおよび抗L-ラクチルリジン抗体を用いた免疫ブロットによって確認されました(図1B-C)。精製されたhENO1-89Klacは、エレクトロスプレーイオン化飛行時間質量分析(ESI-TOF MS)を受けました。図2A</...

Lactylation is a recently discovered post-translational modification (PTM) with diverse biological functions. Since its initial identification in 2019 as ...

site-specific-lysine-lactylation-via-genetic-code-expansion-e-coli

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JoVE Journal

Biochemistry

生物化学

誘導性リジン脱炭酸酵素の活性は、基質のL -リジンとトルエンで、差動溶解度を持っている付加体を形成するために、2,4,6 -...

の活性を測定するアッセイ大腸菌誘導性リジンDecarboxyase

生化学的経路に関与する酵素活性の検証は、機能的相補性分析（FCA）を用いて明らかにすることができます。アミノ酸は、細菌の緊縮応答および細菌ペプチドグリカン生合成の代謝に関与する酵素の酵素活性を示すFCAアッセイは本稿で説明します。...

機能的相補性分析（FCA）：生化学的経路の授業を補足するように設計および実装実験演習

非標準的なアミノ酸類似体のタンパク質への残留特異的な取り込みのための使いやすい無細胞発現プロトコルが、医学、薬学、構造、機能研究のために紹介されています。...

使用モデルタンパク質への非標準アミノ酸の残基特異的取り込み<em&gt;エシェリヒア・コリ</em&gt;無細胞転写翻訳システム

糖タンパク質の生化学的および構造解析では、均質な試料の比較的大量を必要とします。反応システイン...

組換えタンパク質の部位特異的糖体外のシステインのチオール基を対象と

合成生物学は、非正規のアミノ酸の co-translational の挿入を使用して前例のないプロパティとタンパク質工学を可能です。ここでは、我々 は選択圧定款 (SPI) 経由のエシェリヒア属大腸菌の「ゴールド」蛍光タンパク質 (GdFP) と呼ばれる、蛍光分光特性を持つ型 GFP...

非正規のアミノ酸の選択圧による 'ゴールデン' 蛍光と質量分析法と蛍光タンパク質解析工学

遺伝コードの拡張は、タンパク質アセチル化を含む、生物学的プロセスの広い範囲を研究するための強力なツールとして機能します。均一に生成するためのこの手法を悪用する安易なプロトコルをアセチル化したタンパク質の大腸菌細胞の特定のサイトを示します。...

大腸菌Site-Specifically アセチル化蛋白質を生成する安易なプロトコル

本研究では、希少コドンリッチマーカーを用いてアミノ酸過剰生産者を同定する従来の有毒アナログベースの方法に代わる戦略を提示し、精度、感度、高スループットを同時に達成する。...

希少コドンリッチマーカーを用いてアミノ酸過剰生産者を同定

ここでは、遺伝子コード拡張を用いてアセチル化ヒストンタンパク質を発現し、再構成されたヌクレオソームをインビトロで組み立てる方法を紹介する。...

大腸菌の遺伝子コード拡張を用いた核組換えのためのヒストンの特異的なリジンアセチル化

このプロトコルは、 エシェリヒア大腸菌...

細菌無細胞リザートの迅速、手頃な価格、および単純な生産

この記事では、遺伝暗号拡大(GCE)部位特異的にサル モネラ 菌分泌エフェクターを標識し、直接確率的光学再構成顕微鏡(dSTORM)を使用してHeLa細胞内の分泌タンパク質の細胞内局在を画像化するための簡単で明確なプロトコルを提供します。...

遺伝暗号拡張を用いた細菌分泌タンパク質の超解像イメージング

Leishmania Translational Extract(LTE)は、単細胞寄生虫である Leishmania...

リーシュマニアタレントラエ由来の無細胞タンパク質発現システムであるLTEの作製と最適化

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大腸菌および哺乳類細胞における遺伝コード拡張による部位特異的リジンラクチル化

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大 腸菌 および哺乳類細胞における遺伝コード拡張による部位特異的リジンラクチル化

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