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作者:江波 卜葉 來源:中國科學報 發布時間:2020/12/18 18:44:14
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中國科學院大連化學物理研究所
發展出N—磷酸化蛋白質組分析新方法

 

近日,中科院大連化學物理研究所張玉奎院士和張麗華研究員團隊在N—磷酸化蛋白質組深度覆蓋分析研究中取得新進展。該團隊在中性條件下實現了哺乳動物細胞中N—磷酸化肽段的高效、高選擇性、快速富集,有望為深入研究N—磷酸化蛋白質的生物學功能提供了基礎數據和技術支撐。相關研究成果在線發表于《自然—通訊》。

磷通常以磷酸根形式存在于人體所有細胞中,是使心臟有規律跳動和傳達神經刺激等的重要物質。已有研究表明,人體中約30%的蛋白質都會在某些時刻被磷酸化,并影響眾多重要的生理過程。此外,由于激酶或磷酸酶突變導致的異常磷酸化會引起一些信號通路的異常,成為某些疾病發生的誘因,例如tau蛋白的磷酸化是導致阿爾茲海默癥的重要誘因之一。

目前,科學家已經發展出多種成熟的方法用于鑒定發生在蛋白質絲氨酸、蘇氨酸和酪氨酸側鏈的O—磷酸化修飾。在此基礎上,已多種蛋白激酶抑制劑被開發成臨床藥物,用于癌癥、糖尿病和慢性炎癥性疾病等的治療。研究團隊介紹,與O—磷酸化相比,發生在賴氨酸、精氨酸和組氨酸側鏈的N—磷酸化顯得更神秘。這是因為N—磷酸化中的P—N鍵水解的吉布斯自由能較高,導致其在酸性條件下不穩定。然而,現有的O—磷酸化肽富集方法大多在酸性條件下進行,因此并不適用于N—磷酸化蛋白質組分析。

為此,該團隊研制了具有核殼結構的亞二微米硅球,并通過在硅球表面鍵合雙二甲基吡啶胺雙鋅分子,在中性條件下從HeLa細胞裂解液中鑒定到3384個N—磷酸化位點。該N—磷酸化蛋白質組分析新方法不僅為深入研究其生物學功能提供了基礎數據,也為精準醫學等領域的發展提供了技術支撐。

相關論文信息:https://doi.org/10.1038/s41467-020-20026-1

 
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