骨骼肌α肌动蛋白(ACTA1)乙酰化修饰通过增强肌球蛋白结合与钙敏感性调控肌肉收缩机制

本研究揭示了骨骼肌α肌动蛋白(ACTA1)乙酰化修饰对肌肉收缩功能的关键调控作用。研究人员通过化学乙酰化处理构建不同乙酰化水平ACTA1模型，发现乙酰化可显著降低肌动蛋白滑动速度、增加肌球蛋白结合力，并提高钙敏感性，为肌肉功能调控提供了新的PTM（翻译后修饰）机制视角。

　　

在肌肉生物学领域，骨骼肌α肌动蛋白(ACTA1)作为收缩装置的核心组分，其功能异常与多种肌病相关。虽然过去对ACTA1基因突变研究较多，但近年来蛋白质组学数据显示ACTA1存在广泛的乙酰化修饰，这些修饰的生物学意义却鲜为人知。传统认知中，肌肉收缩调控主要依赖磷酸化等翻译后修饰(PTM)，而乙酰化是否参与这一过程成为亟待解答的科学问题。

为探究ACTA1乙酰化的功能影响，来自内华达大学雷诺分校的Samantha S. Romanick团队在《Biophysical Reports》发表研究，通过化学乙酰化模拟生理修饰，系统分析了不同乙酰化水平对肌动蛋白动力学、肌球蛋白结合及钙敏感性的影响。研究采用体外 motility assay（运动性分析）、肌球蛋白结合实验和钙敏感性检测等关键技术，其中样本来源于化学处理的纯化ACTA1蛋白。

乙酰化降低肌动蛋白滑动速度

通过0.1-1 mM乙酸酐(AA)梯度处理获得低、中、高三种乙酰化水平ACTA1。高速荧光显微成像显示，乙酰化导致肌动蛋白在肌球蛋白涂层表面的滑动速度显著下降，且高乙酰化组肌动蛋白丝长度明显缩短，提示乙酰化可能改变肌动蛋白聚合动力学。

增强肌球蛋白结合能力

结合力测定实验发现，乙酰化使骨骼肌肌球蛋白与ACTA1的半最大结合浓度降低，特别是高乙酰化组结合亲和力提升最显著。这表明乙酰化修饰可能直接改变肌动蛋白-肌球蛋白相互作用界面。

钙敏感性调控异常

研究首次报道ACTA1乙酰化会增强肌纤维对钙离子的敏感性。值得注意的是，高乙酰化组出现原肌球蛋白(tropomyosin)调节功能丧失现象，暗示乙酰化可能通过竞争性机制干扰肌钙蛋白复合体的调控作用。

该研究突破性地证实ACTA1乙酰化是独立于磷酸化的新型肌肉收缩调控机制。乙酰化通过三重作用——减缓肌动蛋白运动、增强肌球蛋白结合、改变钙响应特性，精细调节肌肉收缩动力学。这些发现为解释肌肉疾病中非突变型功能异常提供了新视角，也为开发靶向乙酰化通路的治疗策略奠定理论基础。未来研究需进一步明确生理条件下ACTA1乙酰化的动态调控机制及其在病理过程中的作用。