蛋白質組學

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新的?;揎椀鞍捉M學

新的?;揎椀鞍捉M學

  • 所屬分類:修飾蛋白質組學
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  • 發布日期:2020-12-16 16:14:30
  • 產品概述
  • 案例解析

在哺乳動物表達的所有蛋白質中,超過50%的蛋白質可以再特定時間和亞細胞空間發生各種各樣的翻譯后修飾,并調控著許多重要的生物學功能。而賴氨酸是最被頻繁修飾的殘基之一,其修飾包括磷酸化、乙?;捅;?。組蛋白賴氨酸修飾在調控酶的作用下招募結合蛋白,進而調控基因轉錄,改變了組蛋白與DNA的作用關系,因此蘊含著重要的生物學信息,它們的鑒定是理解其功能和解析表觀遺傳機制的關鍵。隨著近年來生物質譜的掃描速度、靈敏度、分辨率的不斷提高,越來越多新的組蛋白賴氨酸?;揎棻昏b定。如賴氨酸琥珀?;?、巴豆?;?、丙二?;?、戊二?;?、2-羥基異丁?;?、β-羥基丁?;龋▓D1,表1),深入揭示了這些新型賴氨酸?;揎棇毎纳L、分化、代謝等生命過程的特異性作用,如SIRT5通過調控琥珀?;揎椝絽⑴c線粒體代謝、三羧酸循環、脂肪酸代謝等機制。


?;鶊F分子式展示


原理

由于帶正電荷的ε氨基側鏈,賴氨酸殘基會受到各種不同翻譯后修飾的調控。從相應的代謝中間產物?;o酶A中轉移的?;紩泻唾嚢彼岬恼姾?,然后影響底物蛋白功能的結構改變。受?;{控的細胞功能,包括細胞周期調控、線粒體代謝、細胞骨架調節、蛋白質間的相互作用及其他功能。

賴氨酸?;?a href='http://www.pb121.com/' target='_blank' class='key_tag'>蛋白質組學技術使用專有的抗體,在進行LC-MS/MS分析之前富集胰蛋白酶消化樣品中各自含?;碾?。

丙?;揎椊M學案例解析


內皮細胞棕櫚?;h協調外周動脈疾病的血管重構

Endothelial Palmitoylation Cycling Coordinates Vessel Remodeling in Peripheral Artery Disease


研究對象:動物模型小鼠        期刊:Circulation Research

影響因子:14.467                 發表單位:華盛頓大學



研究背景

外周動脈疾病常見于代謝綜合征和糖尿病,對醫療干預反應較差,其特征是慢性血管不成熟最終導致下肢截肢。棕櫚?;⊿-?;┘丛谧貦八狨ズ桶腚装彼嶂g形成硫酯鍵。蛋白質棕櫚?;龠M與疏水性結構域的結合并且是可逆的。人們認為?;鞍琢蝓ッ?(APT1)對于主動去棕櫚酸酯化很重要,但它在血管疾病中的生理機制尚不清楚。本研究確定可逆的棕櫚?;趦绕ぶ芯S持血管成熟中的作用。

樣本策略:小鼠的內皮細胞

技術策略:棕櫚?;疶MT蛋白質組學驗證策略:生化實驗、免疫印跡法


結果速遞

小鼠敲除內皮去棕櫚?;铬;鞍琢蝓ッ?(APT1)減弱慢性后肢缺血( 一種周圍動脈疾病的模型) 的恢復。內皮APT1缺乏癥減少了纖連蛋白的加工, 破壞了黏附連接, 并抑制了體外管腔的形成。接下來研究人員通過蛋白質組學來表征APT1底物,將原代培養的小鼠內皮細胞中的棕櫚?;鞍讟悠犯患Y合TMT標記蛋白組學進行定量分析。一共鑒定到超過3200個蛋白,其中有74種棕櫚?;鞍踪|在基因型之間顯著增加或減少(P≤0.05;肽段數≥2)。52種是候選APT1底物(基因敲除物中棕櫚?;潭仍黾?,而該候選蛋白質的蛋白質豐度沒有差異)。進一步分析顯示促進血管成熟的R-Ras優先受到APT1缺乏癥的影響。R-Ras被確認為APT1底物,點擊化學分析表明APT1缺乏的細胞中R-Ras棕櫚?;黾?。

圖1:蛋白質組學結果顯示R-Ras作為APT1底物


外周動脈疾病與糖尿病和代謝綜合征有關。在db/db小鼠的內皮細胞中APT1酶活性降低。高血糖癥會降低人臍靜脈內皮細胞中的APT1活性,部分原因是APT1蛋白的乙?;淖?。點擊化學分析表明,在高血糖情況下,R-Ras棕櫚?;黾?。在糖尿病模型中發現改變的R-Ras運輸,R-Ras棕櫚?;黾雍屠w連蛋白保留。由TIPT成像顯示,由APT1缺乏引起的R-Ras去棕櫚酸酯化的喪失限制了R-Ras膜運輸的能力。

圖2:糖尿病模型中R-Ras棕櫚?;黾?,APT1酶活性降低


為了挽救細胞表型,通過一個帶有插入的親水域的R-Ras分子,以規避由于棕櫚?;x缺陷而引起的膜剛性。這種修飾糾正了R-Ras膜的運 輸,恢復了纖連蛋白的加工,增加了粘附連接, 并挽救了APT1缺乏引起的管腔缺陷形成。

圖3:R-Ras突變體可在體外挽救APT1缺乏癥


這些結果表明,APT1依賴的棕櫚?;h受乙?;饔玫目刂?,乙?;饔檬橇硪环N動態形式的脂化作用,已知會影響參與非核蛋白的代謝。本研究結果提高了可能在藥理上靶向另一種翻譯后修飾(乙?;?以治療通常難于治療的外周動脈疾病的可能性。


參考文獻

Wei Xiaochao,Adak Sangeeta,Zayed Mohamed et al. Endothelial Palmitoylation Cycling Coordinates Vessel Remodeling in Peripheral Artery Disease.[J] .Circ Res, 2020, 127: 249-265.

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