水生所蛋白质翻译后修饰组学研究获进展

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水生所蛋白质翻译后修饰组学研究获进展

　　蛋白质的翻译后修饰，如磷酸化、乙酰化等，是调节蛋白质生物学功能的关键步骤，是蛋白质动态反应和相互作用的一个重要分子基础，也是细胞信号网络调控的重要靶点。由于翻译后修饰蛋白质在样本中含量低且动态范围广，其研究极具挑战性。近期，中国科学院水生生物研究所葛峰研究员学科组在蛋白质翻译后修饰组学及其功能方面展开了深入的研究并取得了系列进展。
　　在蛋白质磷酸化修饰方面，该学科组与研究所相关团队合作，综合应用最新的蛋白和肽段分离技术、TiO2磷酸肽富集技术和高分辨质谱分析技术，先后研究了磷酸化在蓝藻光合作用中的重要作用(Journal of Proteome Research 2013, 12 (4):1909–1923)，构建了嗜热四膜虫的磷酸化调控网络(Molecular & Cellular Proteomics 2014, 13 (2): 503- 519)，并发现磷酸化修饰在三角褐指藻胁迫响应中起重要作用（Journal of Proteome Research 2014, 13(5):2511-2）。
　　在蛋白质乙酰化修饰方面，该学科组与中科院武汉病毒研究所邓教宇团队合作，完成了结核杆菌乙酰化蛋白质组及其功能的研究。通过多次摸索和优化，建立了高效的乙酰化肽段的富集方法，并结合高通量质谱技术鉴定到了137个蛋白质的226个乙酰化修饰位点。分析发现乙酰化修饰蛋白广泛参与了糖酵解/糖异生，三羧酸循环以及脂肪酸代谢等多个重要生物学过程，提示了乙酰化修饰在调控能量代谢过程，维持结核杆菌潜伏生长方面具有重要作用（如图）。通过深入的功能实验证实，乙酰化修饰在调控细胞的形态变化，生物膜的形成以及胁迫相应机制方面也具有重要的作用；临床样品分析发现乙酰化修饰能够影响分泌蛋白的免疫原性，使其丧失免疫活性，从而影响结核杆菌的致病性。该研究成果为揭示结核杆菌的致病分子机制提供了新的研究方向和研究思路。研究成果已在线发表（Molecular & Cellular Proteomics 2014 Sep 1. mcp.M114.041962）。
　　在以上工作基础上，该学科组正与国内外相关实验室深入合作，进一步揭示翻译后修饰的生物学功能及其分子作用机制，尤其感兴趣的是不同的翻译后修饰之间是如何通过Cross-talk产生协调统一的调控网络以实现各种生理功能。