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protein翻译后修饰(PTM)throughin一pcs或多pcs氨基酸残基上加上修饰基团,can改变proteinof物理, 化学性质进而影响proteinof空间构象, 活性, 亚cell定位, protein折叠as well asprotein-protein相互作用. PTMsin多种cell过程,such ascell分裂, protein分解, 信号传到, 调控过程, gene表达调控andprotein相互作用中起到关键作用. 深入researchprotein翻译后修饰对揭示生命活动of机理, screen疾病of临床标志物, identify药物靶点etc.方面都具haveimportant意义.
部分修饰类型
磷酸化位点定性/定量analyze (including酪氨酸磷酸化analyze) , 乙酰化定性/定量位点analyze, 泛素化位点定性/定量analyze, 糖基化位点定性/定量analyze, 甲基化位点定性/定量analyze, 琥珀酰位点定性/定量analyze, 丙酰位点定性/定量analyze化etc..
修饰种类(部分) | 应用方向(表型) | 生物学过程 |
磷酸化(S/T) | 所have胁迫(including生物and非生物胁迫) | 信号转导, cellweeks期, 生长发育as well as癌症机理etc. |
磷酸化(Y) | usuallyin生长因子, cell借宿, antigenand应激时发生,is癌症cell转变过程中ofmainly信号,目前已知of致癌genehave3/4is酪氨酸激enzymegene. | cell通信, 生长and增殖, cellweeks期调控, 癌变of发生and转移, 神经传导, 血管and胚胎形成, 许多先days遗传病and后days疾病of一pcs关键步骤. |
泛素化 | 真核生物所have胁迫, 癌症as well as神经退行性疾病 | cellweeks期, cell凋亡, 转录调控, 囊泡transport,DNA修复as well as信号转导etc. |
乙酰化 | “乙酰化”普遍修饰“代谢enzyme”,并且can调节代谢通路及代谢enzymeof活性. 从低etc.of原核生物到高etc.of动植物普遍存in. 鉴于人体80%疾病with代谢have关,因此in疾病方面普遍存in.>20-30%线粒体protein具have营养依赖of乙酰化修饰 | gene表达调控, cell凋亡, cell代谢, proteinstable性, cell生理状态相关etc. |
N糖基化 | N-糖基化of过程in内质网and高尔基中进行, 原生动物门中very少, with疾病相关 | protein折叠, 更新as well as免疫应答etc. |
棕榈酰化 | 棕榈酰化修饰还参with多种cell生物学进程,with许多疾病of发生发展密切相关. | proteinof转运, cell器定位and功能 |
亚硝基化 | 肺炎, 风湿性关节炎, 多发性硬化, 植物抗病etc.. | 动物research:信号传导,DNA修复, 离子通道调节, cell程序性死亡. 植物research:过敏cell死亡, 氨基酸转运etc.. |
protein翻译后修饰 (PTM) 流程
质谱isidentifyPTMofimportant方法, 其原理isutilizingprotein发生修饰后of质量偏移来实现翻译后修饰位点ofidentify.
由于翻译后修饰ofproteinin样本中含量低且动态范围广, detect前need对修饰ofprotein或肽段进行富集, 然后再进行质谱identify.
富集方法:
磷酸化: 金属氧化物 (TiO2) , 酪氨酸antibody
泛素化/乙酰化: antibody
糖基化: 凝集素
棕榈酰化/亚硝基化: 生物素
部分结果展示:
| Sample Type | 送样量 | 预processandstore |
| 常规动物tissue (脑, 心, 肝, 脾, 肺, 肾, 肌肉, 皮肤etc.) | ≥30 mg | PBSwash去除残留血液and污染物, 迅速剥去脂肪and筋皮etc.结缔tissue, 冲洗干净. 用tissue剪或手术刀将tissue分离成1cm3左右of小块. 液氮速冻, storein-80°C, 干冰transport |
| 软体动物 (血吸虫, 旋毛虫etc.) | ≥200 mg | PBSwash去除来自宿主of污染. 液氮速冻, storein-80°C, 干冰transport |
| 动物软骨tissue | ≥100 mg | PBSwash, 用手术刀将软骨切成1cm3左右of小块. 液氮速冻, storein-80°C, 干冰transport |
| 动物毛发 | ≥50 mg | 用适量2%SDS, 50mM 磷酸钠 (pH7.8) 缓冲液漂洗样品, 去除污染物, 干燥, storein-80°C, 干冰transport |
| 柔软tissue (木本植物of叶, 花etc., 草本科植物, 藻类, 蕨类植物, 大型fungusetc.) | ≥50 mg | 收集样品, 液氮速冻 (such as果样品表面have泥土或明显污染物, 则液氮速冻前用PBS清洗, 吸水纸吸去表面液体) , storein-80°C, 干冰transport |
| 木本科植物of树根, 树皮, 树枝etc. | ≥2 g | 收集样品, 液氮速冻 (such as果样品表面have泥土或明显污染物, 则液氮速冻前用PBS清洗, 吸水纸吸去表面液体) , storein-80°C, 干冰transport |
| 果实, 种子 | ≥200 mg | 收集样品, 液氮速冻 (such as果样品表面have泥土或明显污染物, 则液氮速冻前用PBS清洗, 吸水纸吸去表面液体) , storein-80°C, 干冰transport |
| 果肉 | ≥2 g | 去皮切成1cm3左右小块, 液氮速冻, store于-80°C, 干冰transport |
| 花粉 | ≥10 mg | 植物开花期收集花粉, 解剖显微镜下检查花粉, 用解剖针去除花药碎片etc.杂质, 转入EP管中, 光学显微镜下检查花粉of形态and纯度. store于-80°C, 干冰transport |
| bacteria菌类 | ≥20 mg | 3000g-5000gcentrifuge5-15min, 去上清, PBSwash沉淀三times, 液氮速冻, 菌体-80°Cstore, 干冰transport |
| fungus菌体 | ≥2 g | PBS清洗, 吸水纸吸去表面液体, 液氮速冻, store于-80°C, 干冰transport |
| 悬浮culturecell | ≥1*107 | 1)400g-1000gcentrifuge10minutes收获cell, 弃上清. 2)用预冷ofPBS小心wash片状沉淀物2times, 置于冰上, 去上清. 3)液氮速冻, -80°Cstore, 干冰transport |
| 贴壁culturecell | ≥1*107 | 1)弃掉culture液, 并将culture皿倒置于吸水纸上吸干culture液 2) 加入4°C预冷ofPBS, 平放轻轻摇动1minuteswashcell, 然后弃去PBS. 重复以上操作两times以洗去culture液. 3)将culture皿置于冰上. 向culture皿内加入4°C预冷ofPBS. 用干净ofcell刮棒将cell刮于culture皿of一侧 (动作要快) , 冰上斜置culture皿, 使得缓冲液流向一侧. 移液管吸取溶解产物至预冷ofcentrifuge管内. centrifuge去上清. 4)液氮速冻, -80°Cstore, 干冰transport |
| Serum | ≥50 μL | 收集好of全血室温静置两hours, 3000gcentrifuge10min, 取上清, 液氮速冻, -80°Cstore, 干冰transport |
| 血浆 | ≥50 μL | 收集好of全血加入抗凝剂, 室温静止30minutes, 1300g-2000gcentrifuge10min, 取上清, 液氮速冻, -80°Cstore, 干冰transport |
| 动物乳汁或人乳汁 | ≥1mL | 收集母乳, -80°Cstore, 干冰transport. 若要去除样品中of高丰度酪protein, need超速centrifuge除去. |
| 乳脂肪球膜protein (MFGM) , 即脂质层 | ≥50 μL | 收集母乳, 4度高速centrifuge15min, 取脂质层, 用预冷of5倍体积ofPBSwash3times, 纯水wash一times, -80°Cstore, 干冰transport |
| 脑脊液, 关节液, 淋巴液, 附睾腔液 | ≥20 μL | 1000g-2000gcentrifuge5min, (或using0.22µm滤膜过滤) , 取上清, -80°Cstore, 干冰transport |
| 唾液 | ≥50 μL | 禁食两hours以上, 9-12am取样, 1000g-2000gcentrifuge5min, (或using0.22um滤膜过滤) , 取上清, -80°Cstore, 干冰transport |
| 泪液 | ≥100 μL | 收集样品 (可utilizingcapillary micropipette或Schirmer strip) , 8000-14000g 4度 centrifuge5min, 取上清, -80°Cstore, 干冰transport |
| 尿液 | ≥5 mL | 5000×g 4°C centrifuge30-60min, 取上清, -80°Cstore, 干冰transport |
| 分泌protein-cell分泌液 | ≥2 mL | 10000g-20000gcentrifuge30-60min, (或using0.22um滤膜过滤) , 取上清, -80°Cstore, 干冰transport |
| 分泌protein-脑tissue分泌液 | ≥2 mL | 10000g-20000gcentrifuge30-60min, (或using0.22um滤膜过滤) , 取上清, -80°Cstore, 干冰transport |
| 分泌protein-间质液 | ≥50 μL | 样品收集, -80°Cstore, 干冰transport |
| 外泌体-Serum | ≥2 mL | 收集好of全血室温静置两hours, 3000gcentrifuge10min, 取上清, 液氮速冻, -80°Cstore, 干冰transport |
| 外泌体-Serum | ≥2 mL | 收集好of全血加入抗凝剂, 室温静止30minutes, 1300g-2000gcentrifuge10min, 取上清, 液氮速冻, -80°Cstore, 干冰transport |
| 外泌体-尿液 | ≥30 mL | 5000×g 4°C centrifuge30-60min, 取上清, -80°Cstore, 干冰transport |
| IP样品 | ≥20 μg | 样品洗脱时, recommend采取酸性洗脱模式, wash buffer中不recommend含have去垢剂 (SDS,NP-40,Triton-X100) ,若needusing去垢剂作for洗脱溶液, 则needadoptingSDS-PAGE对样本进行预process, 送样前, 迅速液氮中速冻, 并store于-80°C中, 干冰transport |
样品制备: 获取高质量of生物样品, such ascell, tissue或体液.
protein提取and纯化: 从样品中提取protein, 去除杂质.
修饰位点identify: using质谱, antibody或其他方法identify修饰ofprotein及其位点.
功能analyze: throughgene敲除, 过表达, 抑制剂etc.手段research修饰对protein功能of影响.
癌症research: analyze癌症cell中ofprotein修饰模式, 寻找潜inof治疗靶点.
神经退行性疾病: researchprotein修饰in阿尔茨海默病, 帕金森病etc.疾病中of作用.
代谢性疾病: analyzeprotein修饰such as何影响胰岛素信号转导, 脂肪代谢etc.过程.
修饰位点of多样性and复杂性: 不同of修饰类型can发生in同一pcsproteinof不同位点上, 增加了researchof难度.
低丰度修饰ofdetect: 某些修饰of丰度很低, 难以用常规方法detect.
修饰of动态性and可逆性: 许多修饰is动态变化of, needresearch其in不同时间and条件下of变化.
技术创新: develop更sensitive, 更specificofDetection Method, 提高修饰位点ofidentifyAccuracyand效率.
整合analyze: 将修饰protein组学with其他组学数据 (such asgene组学, 转录组学, 代谢组学etc.) 整合analyze, 揭示protein修饰in生物体中of综合作用.
临床应用: 将修饰protein组学research成果应用于疾病诊断and治疗, developbased onprotein修饰of新型药物and疗法.
1, 什么is修饰protein组学?
修饰protein组学isresearch生物体内protein翻译后修饰 (Post-translational modifications, PTMs) of科学领域. 这些修饰including磷酸化, 泛素化, 甲基化, 乙酰化, 糖基化etc., can显著影响proteinof功能, 活性, 定位或相互作用.
2, for什么要research修饰protein组学?
修饰protein组学对于理解protein功能, cell信号转导, 疾病发生机制etc.至关important. 许多疾病, such as癌症, 神经退行性疾病and代谢性疾病, 都withprotein修饰of异常have关.
3, 常见ofprotein修饰have哪些?
常见ofprotein修饰including磷酸化, 泛素化, 甲基化, 乙酰化, 糖基化, SUMO化etc.. 这些修饰can发生inproteinof特定氨基酸残基上, such as丝氨酸, 苏氨酸, 酪氨酸, 赖氨酸etc..
4, such as何research修饰protein组学?
research修饰protein组学usually涉及以下几pcs步骤:
5, 修饰protein组学in疾病research中of应用have哪些?
修饰protein组学in疾病research中of应用广泛, including:
6, 修饰protein组学面临哪些挑战?
修饰protein组学面临of挑战including:
7, 修饰protein组学of未来发展方向is什么?
修饰protein组学of未来发展方向including:
