【技术攻略】全新升级---原核生物磷酸化修饰

  • 来源:杭州景杰生物科技股份有限公司
  • 时间: 2020/6/28
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    翻译后修饰(Post-Translational Modification,PTM)是调控蛋白的重要方式之一,参与到各种重要生命活动以及疾病发生发展中。因此深入研究蛋白质翻译后修饰对揭示生命活动的机理、筛选疾病的临床标志物、鉴定药物靶点等方面都具有重要意义。


    在众多的翻译后修饰中,蛋白质的磷酸化修饰调控是功能最多也是研究最广泛的翻译后修饰之一,几乎调节着包括细胞增殖、发育、分化、信号转导、细胞凋亡、神经活动、肌肉收缩等所有生命活动以及像癌症在内的各种疾病发生发展中。基于磷酸化修饰在生理病理活动中所具有的重要意义,探索磷酸化修饰过程的奥秘一直都受到科学家的广泛关注并已经成为重要且热点的研究方向。


    近些年来随着质谱技术的不断发展,蛋白质组学/修饰蛋白质组学作为一种强大的分析工具,已经被科研工作者广泛应用并在翻译后修饰领域发挥重要的作用。基于质谱的磷酸化修饰组学研究也引起了人们越来越多的关注,并有力推动了磷酸化功能研究的进展。 


    目前基于质谱的磷酸化修饰主要在真核生物中具有广泛的研究,相比真核生物,原核生物磷酸化修饰尽管也有一定的研究基础,但鉴于技术体系不成熟等因素影响,针对原核生物磷酸化修饰的相关研究还很少并且仍然具有一定的挑战性。


    通过技术升级和体系的全面优化,我们带来了原核生物磷酸化修饰的最新研究成果。我们最新的实验测评数据显示,大肠杆菌E.coli BL21样本能够检测到2220个磷酸化位点;耻垢分枝杆菌样本能鉴定超过1700个磷酸化位点;在沙雷氏菌中能鉴定超过2500个磷酸化位点E.coli K12样本能鉴定到1672个磷酸化位点,整体鉴定深度相较于过去研究有了很高的提升。


    大肠杆菌E.coli BL21磷酸化修饰分布的实验数据表明,绝大多数磷酸化修饰发生在丝氨酸或苏氨酸上,占比接近90%,其余类型为酪氨酸和组氨酸上的磷酸化修饰,这表明原核生物中的磷酸化修饰可能和真核生物相类似,主要发生在S/T/Y上。



    图1 原核生物磷酸化修饰组学测评数据


    综上,针对原核生物中蛋白质翻译后修饰如磷酸化机制和功能的研究,不仅能让我们对原核生物蛋白质的各种特性有更进一步的了解,为我们深入理解原核生物生命活动的调控机制提供必要的信息,同时也为人类将来更好地利用微生物为工农业生产服务,为各种感染性疾病的预防和治疗提供了强有力的科学依据.


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    参考文献

    1. Miao-Hsia Lin, et al. (2018) A new tool to reveal bacterial signaling mechanisms in antibiotic treatment and resistance. Mol Cell Proteomics.

    2. Clement M Potel, et al. (2018) Widespread bacterial protein histidine phosphorylation revealed by mass spectrometry-based proteomics. Nat Methods.


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