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Nature子刊:中科院大连化物所邹汉法研究组等发布磷酸化蛋白质组新分析方法

摘要 : 2016年9月19日,国际学术权威刊物自然出版集团旗下子刊《Nature Chemical Biology》杂志在线发表了加拿大西安大略大学李顺成教授研究组和中国科学院大连化学物理研究所邹汉法、叶明亮研究员领衔的生物分离分析新材料与新技术研究组合作的一篇研究论文

 2016年9月19日,国际学术权威刊物自然出版集团旗下子刊《Nature Chemical Biology》杂志在线发表了加拿大西安大略大学李顺成教授研究组和中国科学院大连化学物理研究所邹汉法、叶明亮研究员领衔的生物分离分析新材料与新技术研究组合作的一篇研究论文,研究报道了研究团队利用生物分子之间的特异性识别作用建立了一种非抗体的酪氨酸磷酸化肽段富集新方法,显著提高了酪氨酸磷酸化蛋白质组的分析覆盖率和灵敏度,这是一种磷酸化蛋白质组分析新方法。

酪氨酸激酶在细胞信号转导过程中具有重要的调控作用,其异常活化与众多疾病的发生和发展密切相关,因此是众多药物分子的靶标蛋白。由于受到高丰度丝氨酸/苏氨酸磷酸化的严重干扰,常规的磷酸肽富集策略对酪氨酸磷酸肽的富集效果较差。到目前为止,基于抗体的酪氨酸磷酸化蛋白质富集策略是唯一行之有效的手段,但是该方法存在特异性差、重现性低、价格昂贵等缺点。SH2是生物体用于识别酪氨酸磷酸化的结构域,但是天然的SH2亲和力弱,不能有效富集酪氨酸磷酸肽。李顺成此前通过突变结合区的三个残基建立SH2超亲体,该SH2突变体与酪氨酸磷酸肽的亲和力提高了2-3个数量级。大连化物所1809组此次发展的技术则通过联合使用SH2超亲体和该组前期开发的固定钛离子亲和色谱(Ti(IV)-IMAC)实现了酪氨酸磷酸化肽段的高特异性富集。系统对比表明该方法对酪氨酸磷酸化肽段的富集能力优于常见的多种商品化酪氨酸磷酸化抗体,且成本低廉。将该技术应用于9个细胞系酪氨酸磷酸化蛋白质组的分析,鉴定到10,030个高可信的酪氨酸磷酸化位点,其中36%的位点是首次鉴定得到,使酪氨酸磷酸化蛋白质组学的分析达到了一个新的深度和广度。酪氨酸磷酸化蛋白质组学数据可以揭示不同肿瘤细胞系中酪氨酸激酶的活化情况,对于指导用药、促进疾病的精准治疗具有重要意义。

研究人员在蛋白质组翻译后修饰方面发展了多种分析新方法,包括建立了新型的固定金属离子亲和色谱磷酸肽富集技术和多维色谱分析新方法,实现了人肝磷酸化蛋白质组两万多个磷酸化位点(最大数据集)的系统鉴定;开展了修饰酶与底物的复杂体系酶促动力学的研究,发现修饰程度不依赖于蛋白质的丰度;建立了完整糖肽的质谱鉴定方法,实现了糖型特异性的糖基化蛋白质组学分析;发展了基于定量蛋白质组的修饰酶底物筛选方法,实现了激酶CK2和蛋白酶Caspase底物的规模化鉴定等。

磷酸化蛋白质组分析方法研究进展

原文链接:

Ultra-deep tyrosine phosphoproteomics enabled by a phosphotyrosine superbinder

原文摘要:

We present a new strategy for systematic identification of phosphotyrosine (pTyr) by affinity purification mass spectrometry (AP-MS) using a Src homology 2 (SH2)-domain-derived pTyr superbinder as the affinity reagent. The superbinder allows for markedly deeper coverage of the Tyr phosphoproteome than anti-pTyr antibodies when an optimal amount is used. We identified ~20,000 distinct phosphotyrosyl peptides and >10,000 pTyr sites, of which 36% were 'novel', from nine human cell lines using the superbinder approach. Tyrosine kinases, SH2 domains and phosphotyrosine phosphatases were preferably phosphorylated, suggesting that the toolkit of kinase signaling is subject to intensive regulation by phosphorylation. Cell-type-specific global kinase activation patterns inferred from label-free quantitation of Tyr phosphorylation guided the design of experiments to inhibit cancer cell proliferation by blocking the highly activated tyrosine kinases. Therefore, the superbinder is a highly efficient and cost-effective alternative to conventional antibodies for systematic and quantitative characterization of the tyrosine phosphoproteome under normal or pathological conditions.

来源: Nature Chemical Biology 浏览次数:1

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