蛋白质棕榈酰化（S-palmitoylation）是一种动态可逆的翻译后修饰，通过将长链脂肪酸共价连接至半胱氨酸残基，调控蛋白质的膜定位、稳定性与信号转导，人类蛋白质组中高达10%至20%的蛋白质可能受到该修饰的影响。蛋白棕榈酰化失调无论是表现为异常增加还是减少越来越多地被认为与多种人类疾病的发生发展有关，包括癌症、炎症性疾病和神经退行性疾病。然而，传统检测方法如酰基-生物素交换法和代谢标记法，存在间接性、需大量样品、易产生假阳性等局限，严重制约了该领域的研究进展。

近日，中国科学院重庆绿色智能技术研究院王亮团队与重庆大学杨爱民团队联合开发了PALM-Scan平台（Palmitoylation Analysis via Label-free Monitoring and Signature Capture on Nanopore）。相关研究成果以题为“PALM-Scan Enables Single-Molecule Site-Specific Detection of Protein S-Palmitoylation with a Nanopore”的技术性研究论文（Technology Article）形式，发表于Cell旗舰大子刊《Molecular Cell》，并荣膺当期封面论文。

该技术基于工程化蛋白纳米孔，将棕榈酰化肽段独特的物理化学特征——增大的分子体积与疏水性——直接转译为可量化的离子电流信号（如下图所示）。PALM-Scan的核心技术优势体现在三个层面：其一，实现序列非依赖的棕榈酰化鉴定，在不同来源的模型肽段上均获得一致的电流阻断特征；其二，能够在单分子水平上同时区分棕榈酰化、亚硝基化与谷胱甘肽化三种功能迥异的半胱氨酸翻译后修饰，无需任何化学探针或富集步骤；其三，成功在复杂混合物及模型小鼠血清样本中直接检测到疾病蛋白生物标志物的棕榈酰化状态。

从基础研究层面看，PALM-Scan突破了传统方法“ ensemble-averaging ”的局限，首次实现了对去棕榈酰化反应动力学与群体异质性的实时单分子解析。从技术方法层面看，该平台无需荧光标记与抗体，且仅需极其微量样品即可完成检测，为组织活检、血液、脑脊液等珍贵临床样本的分析提供了可能，并为动态棕榈酰化修饰研究以及相关疾病的发生发展的临床监测开辟了全新技术路径。

中国科学院重庆研究院及国科大硕士研究生张执锐为本文第一作者，王亮与杨爱民教授担任共同通讯作者。工作得到了科技部国家重点研发计划、国家自然科学基金、重庆英才、重庆市自然科学基金、中科院“青促会”等项目的支持。

论文链接： https://doi.org/10.1016/j.molcel.2026.07.019