技術(shù)介紹：定量磷酸化蛋白質(zhì)組學(xué)研究與案例分析

翻譯后修飾
DNA轉(zhuǎn)錄成RNA要再翻譯成具有特定氨基酸序列的蛋白質(zhì)才能在體內(nèi)發(fā)揮功能，其中大部分蛋白質(zhì)往往還需要經(jīng)過化學(xué)修飾才能具備真正的活性，這種修飾稱為翻譯后修飾(PTM, post- translational modification)。

磷酸化修飾
在眾多的PTM類型中，磷酸化修飾(Phosphorylation modification)的蛋白占到了所有蛋白質(zhì)約三分之一，是最普遍的修飾類型之一。磷酸化的過程就是在激酶的催化作用下，將ATP的磷酸根基團，轉(zhuǎn)移到底物蛋白質(zhì)氨基酸殘基(Ser、Thr、Tyr)上，ATP隨之變?yōu)锳DP。對于大部分蛋白質(zhì)來說，磷酸化修飾是一種可逆的短暫性修飾，當某一蛋白的某一位點幫助蛋白完成了任務(wù)，蛋白質(zhì)又會在磷酸酶的作用下發(fā)生去磷酸化，只有少數(shù)磷酸化是永.久性的修飾。蛋白質(zhì)磷酸化(Phosphorylation)是生物體內(nèi)一種普通的調(diào)節(jié)方式，在細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、調(diào)控細胞增殖、發(fā)育、分化、凋亡過程中起重要作用，是調(diào)節(jié)和控制蛋白質(zhì)活力和功能的最基本、最普遍，也是最重要的機制。
 

定量磷酸化蛋白質(zhì)組學(xué)的技術(shù)研究流程
 

技術(shù)參數(shù)
 

🔹 樣本要求

動物及臨床組織標本：200 mg/sample

血清、血漿：500 μL/sample

細胞 、微生物 ：2×107 cells/sample

植物嫩葉、嫩芽：2 g/sample

植物種子：500 mg/sample

植物果肉：50 g/sample
 

🔹 儲存和運輸

液氮或-80℃保存；足量干冰運輸，避免反復(fù)凍融。

 

🔹 檢測平臺

應(yīng)用方向

🔹 生物疾病標志物研究

🔹 生物疾病發(fā)生發(fā)展過程分子機制研究

🔹 化學(xué)或生物藥物作用靶點研究

🔹 化學(xué)或生物藥物作用機理信號轉(zhuǎn)導(dǎo)研究

🔹 病毒領(lǐng)域：新型病毒抑制因子的挖掘研究
 

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案例分析
案例一

 

文章標題：致肥飲食導(dǎo)致蛋白質(zhì)和脂肪的改變

研究內(nèi)容：小鼠大腦組織的定量磷酸化蛋白質(zhì)組學(xué)和糖基化修飾蛋白質(zhì)組學(xué)

發(fā)表期刊：Nutrition and Metabolic Insights

影響因子：4.85

01.研究簡介
在本研究中采用基于定量質(zhì)譜的方法，對比了喂食標準飲食(SD)的小鼠，研究了喂食高脂肪飲食(HFD)和高血糖飲食(HGD)兩種致肥飲食的小鼠的大腦。此外，還研究了翻譯后修飾蛋白(磷酸化和n -糖基化修飾)。這項研究的目的是識別大腦中的蛋白質(zhì)，這些蛋白質(zhì)會根據(jù)老鼠的飲食改變其表達。本研究結(jié)果表明，在肥胖小鼠大腦中，線粒體和蛋白質(zhì)代謝與細胞骨架蛋白一起改變其翻譯后狀態(tài)。具體來說，與SD相比，肥胖源性飲食喂養(yǎng)的小鼠中涉及代謝途徑和線粒體功能的蛋白質(zhì)主要下調(diào)。這些變化表明肥胖小鼠的新陳代謝減少，線粒體活性降低。其中一些蛋白，如PGM1和MCT1已經(jīng)被證明與腦損傷有關(guān)。這些結(jié)果可能會揭示肥胖和腦損傷之間的密切關(guān)系。

02.技術(shù)路線
 

03.生信分析

 

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案例二


 

文章標題：雞蛋殼基質(zhì)的綜合蛋白質(zhì)組學(xué)、磷蛋白質(zhì)組學(xué)和N-糖蛋白組學(xué)分析

研究內(nèi)容：雞蛋殼基質(zhì)的常規(guī)蛋白質(zhì)組學(xué)、磷酸化蛋白質(zhì)組學(xué)和糖基化修飾蛋白質(zhì)組學(xué)

發(fā)表期刊：Food Chemistry

影響因子：7.512

01.研究簡介
蛋殼基質(zhì)蛋白在蛋殼礦化和胚胎發(fā)育過程中發(fā)揮著重要的生物學(xué)作用。許多研究表明，一些基質(zhì)蛋白會經(jīng)歷翻譯后修飾，包括磷酸化和糖基化，這些修飾對蛋白質(zhì)的功能特性具有重要的調(diào)節(jié)作用。采用蛋白質(zhì)組學(xué)方法對雞蛋殼基質(zhì)的蛋白質(zhì)組、磷酸化修飾的蛋白質(zhì)組和糖基化修飾的蛋白質(zhì)組進行了系統(tǒng)分析。共鑒定出69個磷酸化蛋白中的 112 個磷酸化位點，182 個 n-糖蛋白中的 297 個 n -糖基化位點，其中129 個蛋白組中未鑒定出。因此，本研究共鑒定了 676 個蛋殼基質(zhì)蛋白。GO 富集分析表明，蛋殼基質(zhì)蛋白和磷蛋白主要富集于酶活性調(diào)節(jié)，蛋殼基質(zhì) n -糖蛋白富集于免疫反應(yīng)調(diào)節(jié)。

02.技術(shù)路線
 

03.生信分析
 

參考文獻：

[1] Obesogenic Diets Cause Alterations on Proteins and Theirs Post-Translational Modifications in Mouse Brains[J]. Nutrition and Metabolic Insights, 2021, 14:117863882110124.

[2] Yang R, Geng F, X Huang, et al. Integrated Proteomic, Phosphoproteomic and N-glycoproteomic Analyses of Chicken Eggshell Matrix[J]. Food Chemistry, 2020, 330:127167.