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核小体是染色质最小单元结构，由147个碱基的折叠DNA和8聚体组蛋白组成，组蛋白功能是通过一系列各种蛋白翻译后修饰来进行调节。这些修饰对于核小体的完整性至关重要，因为这些修饰控制着染色质的结构以及招募各种基因调控、DNA损伤修复和染色体凝聚的酶。尽管大部分科学家通过抗体富集的手段对组蛋白修饰进行确定，但是这些方法也有自身的限制，比如通量低，对过度修饰蛋白有偏好，因抗原表位可能被修饰所覆盖。

组蛋白修饰

表观遗传学定义为是研究基因的核苷酸序列不发生改变的情况下，基因表达的可遗传的变化的一门遗传学分支学科。表观遗传学调控对于生物体发育过程中起着非常重要作用，因为即使其DNA没有发生任何变化，但是生物体也会经历着显著的变化。

表观遗传调控需要几个关键的组成部分，包括组蛋白翻译后修饰(PTMs)、组蛋白变体、非编码RNA、DNA甲基化和DNA结合因子，每一个都通过不同的机制影响基因表达。

例如，DNA甲基化是一种较稳定的修饰，能够抑制基因翻译，而组蛋白变体和组蛋白修饰变化更为动态，并且可以通过各种形态影响染色质。组蛋白修饰主要分布在蛋白N端，是蛋白质暴露程度和变化程度最高的蛋白区域。然而，与普通蛋白相比核小体核心也有较高的修饰程度。尽管在过去十年中组蛋白修饰定义很确切，但是仍然有很多与这些修饰相关的功能并不明确。很大程度上由于大多数组蛋白并不是单独工作的，而是与其他进行协同作用，以改变特定的生物学过程例如基因转录。例如，p21基因上的组合修饰H3S10K14ac激活了它的转录，而这两个修饰中任意其中一个单独发生修饰都不会激活它的转录。HP1蛋白通过识别H3K9me2/me3将染色质聚集，并且将其周围的核小体进行修饰。但是当周边临近的S10发生磷酸化后，HP1不能结合H3K9me2/3，H3K4乙酰化抑制spCHp1蛋白与H3K9me2/3的结合。

这些例子强调了实现组蛋白功能变化并不是因为单一修饰改变而改变，而是各种不同修饰共同作用的效果。

分析方法

其修饰的复杂性也增加了分析的困难程度，因为组蛋白之间通常含有相似的序列，并且起着不同的作用。当然随之而来的是各种科学手段去检测组蛋白修饰，例如WB是一种常见的以抗体为基础的技术手段，被运用在确定各种组蛋白。

然而这种手段有一些自身的限制：

1．不能确定未知的蛋白修饰，只能确定一种已知的修饰

2．因为组蛋白之间存在相同的修饰，因此会出现偏差而影响对目标修饰的亲和特异性

3．不能识别多种修饰类型

4．相似的组蛋白之间会发生相互反应

有科学家研究过超过25%的商业化抗体未能成功检特异检测成功，在特异性的抗体中，20%以上的抗体在染色质免疫沉淀实验中失败。质谱是较为适合研究新型修饰或者几种组合修饰的新型分析工具，已经广泛应用于组蛋白修饰鉴定中。

这主要是因为质谱的高灵敏度和高精准度，以及能够进行大规模分析的能力。自上而下的策略是目前最常用的以质谱为工具的蛋白质组学的分析策略，可以对组蛋白酶解成短肽（5-20aa），并通过质谱进行高通量分析。然而组蛋白对于通过这种自下而上的检测策略却是带来了较大的挑战，因为其内部富含赖氨酸和精氨酸，

因此，进行胰酶酶切的过程中会导致肽段被处理的过于短小而不能通过液相保留并且也不能清楚的确定修饰所发生的位点。

 为了规避上述问题，下面文章所采用的方法是将赖氨酸和N端进行化学衍生化处理。本方法中的丙酸酐的使用是进行化学衍生化的较为有效的处理试剂，衍生化作用可以将氨基酸的未发生修饰的ɛ氨基集团进行单甲基化处理，可是后续胰酶仅能和C端的精氨酸发生反应。氨基端的衍生物化可以增加肽段的疏水性，从而使反色色谱能够保留，在这里如图1所示描述了自上而下的蛋白质组学手段对组蛋白修饰进行分析。

图1

该实验策略实现了单组蛋白修饰的量化以及组蛋白修饰组合修饰的类型确定。

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