蛋白质半胱氨酸上的翻译后修饰组分析方法进展

半胱氨酸的巯基具有很高的反应活性,作为亲核、氧化还原催化反应、金属结合及变构调节位点等在蛋白质的结构和功能中发挥着非常重要的作用,且容易发生多种翻译后修饰,调控亦或损伤蛋白功能,与人类许多重要疾病关系密切,因此,定性与定量分析蛋白质半胱氨酸上的翻译后修饰组对理解其生物学功能具有重要意义。本文综述了近年来蛋白质半胱氨酸上常见的翻译后修饰组的质谱和蛋白质组学分析方法进展。     

晶状体蛋白识别互作与白内障的研究进展

白内障是全球致盲率最高的眼科疾病, 发病组织为晶状体. 晶状体内纤维细胞含有高浓度的晶状体蛋白, 晶状体蛋白家族分α?, β?和γ?3大亚家族. α-晶状体蛋白具有小分子伴侣功能, 可识别错误折叠蛋白质, 维持晶状体内蛋白质稳态; β?/γ?晶状体蛋白通过分子内或分子间相互作用, 主要发挥结构蛋白功能. 晶状体蛋白在晶状体纤维细胞内呈瞬时有序排列, 精准分子识别及动态相互作用在维持晶状体透明度中发挥关键作用. 晶状体内蛋白质稳态失衡是白内障的主要致病因素. 晶状体蛋白半衰期长, 且翻译合成后不再更新, 广泛受pH值、 金属离子、 辐射损伤和蛋白质翻译后修饰等细胞内外环境因素和化学因素的干扰, 影响晶状体蛋白间的分子识别和相互作用, 诱发白内障. 理清化学调控的晶状体蛋白分子识别及互作调控, 有助于阐明白内障发病机理, 并发掘防治白内障的创新策略. 本文基于晶状体蛋白识别互作与白内障研究进展, 综合评述了晶状体蛋白的分子识别、 相互作用方式、 调控因素及研究技术创新, 并探讨了晶状体蛋白识别互作调控网络在白内障药物研发的应用价值与挑战.     

磷酸化蛋白质组学中的分离富集方法研究进展

蛋白质的磷酸化是一种可逆性的翻译后修饰,在细胞的增值、分化、信号转导以及转录与翻译调控、蛋白质复合体的形成、蛋白质降解等方面发挥着极为重要的作用.因此磷酸化蛋白的鉴定成为翻译后修饰研究的重要内容.但由于磷酸化蛋白的丰度较低, 难以用质谱直接检测.为了解决这个问题,改善质谱对磷酸肽的信号响应, 需要对磷酸化蛋白质或磷酸肽进行富集.本文系统地介绍了磷酸化蛋白组学研究中应用较为广泛和最新建立的各种分离富集方法的原理、特点、应用研究进展,包括抗体富集法、激酶特异富集法、亲和富集法、化学修饰法、多种色谱分离富集方法以及MALDI靶盘富集法.     

非天然氨基酸引入法制备含有新型赖氨酸翻译后修饰蛋白质

近年来多种天然蛋白质中赖氨酸翻译后修饰被逐渐发现。这些翻译后修饰在蛋白质组中广泛存在,对染色体结构和基因转录表达功能具有重要的调控作用。然而,获得足量的具有特定翻译后修饰的蛋白质并非易事,发展制备方法对于后续表观遗传学研究极为重要。讨论了利用非天然氨基酸引入的手段制备含有这些新型赖氨酸翻译后修饰的蛋白。     

了解蛋白质棕榈基化：生物学意义和酶学

蛋白质的棕榈基化反应是一个在生物体中广泛存在的脂化修饰反应.在这一过程中,目标蛋白中的一个或多个半胱氨酸通过硫酯键被共价修饰上长链棕榈基团.这一反应具有可逆性,因而赋予了它在棕榈基化和去棕榈基化的循环中调控目标蛋白在细胞内功能的能力.棕榈基化反应是由棕榈基转移酶催化进行,研究表明,一些神经系统疾病以及癌症都与棕榈基转移酶中的变异有重要关联.本文主要总结介绍棕榈基化在生物系统的重要作用、具备棕榈基转移催化活性的蛋白家族以及近年来研究棕榈基转移酶催化机理的方法.     

泛素化蛋白的化学合成及半合成

蛋白质翻译后修饰（post-translational modifications,PTMs）在调节蛋白质的结构和功能上发挥着重要作用,异常的蛋白质翻译后修饰会导致某些疾病的发生.泛素化（ubiquitination）作为一类重要的蛋白质翻译后修饰,已经被证明与细胞的稳态以及细胞内部的多条信号通路有关,主要参与细胞内蛋白的定位、调节和降解以及细胞周期、基因表达、信号传递、损伤修复、炎症免疫等多种生命过程.然而,对于泛素蛋白的相关研究虽然进行了多年,但是许多重要的科学问题尚未研究清楚,其中如何高效地获得大量、均一的泛素化蛋白是最重要的挑战之一.近年来,蛋白质化学合成及半合成手段的发展,很大程度上解决了这一难题.本文主要针对目前常用的泛素化蛋白的化学合成和半合成方法进行综述.     

蛋氨酸亚砜/蛋氨酸亚砜还原酶荧光检测研究进展

蛋白质蛋氨酸亚砜化是一种重要的氧化还原依赖的蛋白质翻译后修饰,不仅是氧化应激的重要标志物之一,也是一种蛋白质功能调控开关可影响活性氧信号转导,与一系列疾病尤其是神经退行性疾病的发生发展密切相关。 在许多生物体中,蛋氨酸亚砜还原酶是目前已经发现的唯一能将蛋白质蛋氨酸亚砜还原为蛋氨酸的物质,可以修复氧化损伤蛋白,恢复蛋白质功能,调控细胞氧还平衡,对相关疾病的治疗具有非常重要的意义。 本文重点介绍蛋氨酸亚砜和蛋氨酸亚砜还原酶的结构和催化机理,综述蛋氨酸亚砜和蛋氨酸亚砜还原酶荧光探针的部分研究进展,对该领域的研究前景进行展望。     

亲和分离在蛋白质泛素化修饰研究中的应用进展

蛋白质泛素化是真核生物最普遍、最复杂的翻译后修饰方式之一,在细胞的信号转导、生长、发育、代谢等生命过程中发挥着重要作用。泛素化过程的失调则与神经退行性疾病、炎症反应、癌症等重大疾病的发生发展密切相关。分析和研究蛋白质泛素化的结构与功能,可望为认识生命、探索疾病调控内在规律和发现新的诊断策略提供重要信息。生命体系的高度复杂性,泛素化修饰位点、结构类型的多变和多样性,时空动态变化等特点给蛋白质泛素化分析研究带来了巨大的挑战。亲和分离以其高选择性成为泛素化蛋白质结构与功能研究的有力工具。免疫亲和分离法基于抗原-抗体相互作用,是最为经典的分离分析方法,已广泛应用于泛素化蛋白质或肽段的富集分离。源于天然泛素受体的泛素结合结构域(ubiquitin binding domains, UBDs)可与泛素或多聚泛素链相互作用。UBDs和基于此发展起来的串联泛素结合实体(tandem ubiquitin-binding entities, TUBEs)已成为蛋白质泛素化功能研究的热门识别分子。各种多肽类化合物的发展也为蛋白质泛素化的结构和功能解析提供新工具。此外,多种亲和识别配基的联合使用,在蛋白质泛素化修饰的高特异性、高灵敏度分析中展现了独特的优势,为认识生命体内的泛素化修饰提供了重要保障。该文对亲和分离方法在蛋白质泛素化修饰分析中的应用及进展进行了综述。     

RNA结合蛋白的组学解析与功能探索

转录后调控在生理过程中占据十分重要的地位,其分子机制包含大量的核糖核酸(RNA)与蛋白质之间的相互作用.在RNA的整个生命周期中, RNA结合蛋白(RBPs)是相当关键的参与者和执行者,影响了细胞生理过程的运行及机体稳态的维持.研究RNA结合蛋白质组,可以为发掘生物标志物、寻找疾病治疗的靶标提供重要信息.近年来,捕捉RBPs的手段推陈出新,从只能富集特定RNA的结合蛋白发展至可以实现全局性的RBPs鉴定,并对RBP的性质如空间分布、翻译后修饰所产生的影响进行了探索.聚焦于RBPs的组学解析手段以及功能蛋白质组探索,介绍现有的技术,总结技术特点并分析其所存在的问题,最后展望RBP组学研究技术改进的方向和应用前景.     

质谱技术鉴定细胞中组蛋白翻译后修饰的研究进展*

组蛋白是真核细胞中构成染色质内核小体的主要元件,其翻译后修饰蕴藏着组蛋白密码,是表观遗传学的重要内容,影响染色质的结构和功能,进而调控基因表达。组蛋白翻译后修饰形式的鉴定是揭示组蛋白密码的关键,目前质谱技术已经成为分析组蛋白及其翻译后修饰的重要工具。本文综述了组蛋白翻译后修饰鉴定方法的新进展,介绍了基于质谱技术“bottom up”和“top down”的组蛋白分析策略,及CID、ECD和ETD等鉴定组蛋白修饰位点的质谱碎片裂解技术,并结合当前研究进展,评述了质谱技术在组蛋白翻译后修饰谱的鉴定、组蛋白各种变体的测定、以及在生理过程中组蛋白修饰丰度动态变化的定量分析等方面应用的新进展。