蛋白质精氨酸甲基化在调节不同细胞过程中的蛋白质功能中起着重要作用，其调控异常可导致多种疾病。

近年来，越来越多的证据表明精氨酸甲基化可能在调节参与不同无膜细胞器(MLOs)动态组装的蛋白质的液-液相分离(LLPS)中发挥重要作用。然而，精氨酸甲基化在调节蛋白质LLPS和MLO动态(分解)组装中的全局识别和表征仍不清楚。

最近，中国科学院大连化学物理研究所叶明亮教授带领的研究团队，与上海有机化学研究所刘从教授合作，利用一种新的化学蛋白质组学方法，揭示了精氨酸二甲基化调节蛋白质LLPS和MLOs的途径。

该研究发表在10月18日的《美国国家科学院院刊》(PNAS)上。

利用邻二羰基化合物修饰精氨酸残基，使含精氨酸的多肽通过硼酸盐亲和层析富集。

在本研究中，研究人员发现精氨酸残基上某些基团的修饰会严重影响该反应。受此启发，他们开发了一种基于空间效应的化学富集方法(SECEM)，可以从复杂肽混合物中富集精氨酸二甲基化肽，用于蛋白质组学分析。他们发现该方法可以在蛋白质组水平上提高精氨酸去甲基化(DMA)的识别性能。

通过使用SECEM，研究人员发现，在哺乳动物细胞中，发生在RG/RGG基序中的DMA位点在不同MLOs中识别的蛋白质中富集，特别是应激颗粒(SGs)。

此外，SECEM进一步分析了精氨酸DMA在SG形成时的动态变化，发现精氨酸二甲基化最显著的变化发生在几个关键的SG包含蛋白的RG/ rgg丰富区域的多个位点，包括G3BP1、FUS、hnRNPA1和KHDRBS1。

值得注意的是，体外精氨酸甲基化和二甲基化精氨酸位点的突变削弱了这些RG/ rgg富含区域的LLPS能力，这进一步验证了DMA在调节蛋白质LLPS中的重要作用。

文章标题

Global profiling of arginine dimethylation in regulating protein phase separation by a steric effect–based chemical-enrichment method