蛋白质组学

PTM位点质谱分析

相较于基因组学与转录组学,蛋白质组学直接全面解析样本蛋白质丰度或翻译后修饰水平,发现基因与转录水平无法确定的直接蛋白调控机理,是“后基因组”时代的核心内容。细胞、组织、生物个体执行功能的主要机制不仅由蛋白质相对丰度决定,更重要的是被时空特异分布的、可逆的翻译后修饰(PTM)调控,如磷酸化、乙酰化、甲基化、泛素化、类泛素化、糖基化、琥珀酰化等进行开关或传递。,据估计人类基因组可编码蛋白质的2万多个基因, 可表达超过100万多个功能蛋白质。因而揭开PTM密码是解析蛋白质复杂多样的生物功能的重要前提。

修饰介绍
修饰富集
基于质谱
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产品信息
案例解读

蛋白质翻译后修饰(PTMs)在真核生物中比原核生物更占优势,约有5%的真核生物基因组编码酶参与蛋白质修饰,已发现的PTMs有400多种,这些修饰都是根据转移到氨基酸残基上的官能团来命名的,相应地,磷酸根、糖、甲基和泛素的转移分别命名为磷酸化、糖基化、甲基化和泛素化修饰。常见的蛋白PTMs包括磷酸化、糖基化、甲基化、泛素化、乙酰化和氧化等。

PTMs存在两种修饰类型:酶催化修饰(如磷酸化、糖基化)共价裂解(糖基化、氧化)。在酶介导的PTMs中,亲电基团共价结合到亲核侧链残基中,而非酶催化的修饰仅通过肽基骨架的断裂发生,在已知的22种蛋白质原性氨基酸中,只有亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、丙氨酸和苯丙氨酸在体内不能被改变,而一些氨基酸可以存在多种不同的修饰,例如赖氨酸可以发生甲基化、乙酰化或泛素化。

尽管质谱仪器技术飞速发展,但直接将细胞或组织全蛋白组的酶解肽段进行质谱分析仍极具挑战,因此许多富集方法被采用以提高样品中PTM肽段的丰度,从而提高质谱对PTM位点的鉴定效率。应用于蛋白质翻译后修饰研究的研究策略与鉴定一般多肽样品的 LC-MS 流程是基本一致的。然而,蛋白质翻译后修饰研究常具有极大的技术挑战,这主要是因为:

( 1) 被修饰蛋白质通常仅占总体蛋白质表达量的很小一部分;

( 2) 翻译后修饰基团常具有化学稳定性差、在样品制备和 LC-MS 分析过程中容易丢失的缺点;

( 3) 蛋白质翻译后修饰常是动态调节过程,这为样品制备和 LC-MS 分析提出了更高的要求。

因此许多富集方法被采用以提高样品中PTM肽段的丰度,从而提高质谱对PTM位点的鉴定效率。

传统的蛋白质翻译后修饰研究主要依赖于基于特异性抗体的免疫检测技术或放射性标记技术。这些方法对研究由单一位点翻译后修饰介导的细胞信号转导过程起着不可替代的作用。然而,由于上述技术存在操作要求高、特异性抗体制备周期长等缺点,很难实现蛋白质翻译后修饰的大规模检测。近年来,基于液相色谱与生物质谱联用技术( LC-MS) 的蛋白质组学策略发展迅速,为系统水平上的蛋白质翻译后修饰研究提供了强有力的研究工具。

在一级质谱(MS)模式下可以检测到修饰肽对应的母离子质荷比,通过与数据库生成的肽段理论质荷比进行比对,可以判断是否发生了对应修饰和修饰的数量,二级质谱(MS/MS)碎裂片段可以实现对修饰肽的测序,从而识别和定位质量差发生的位置。然而,在某些情况下,质量差可能难以确定。例如,三甲基化(42.047 Da)和乙酰化(42.010 Da)的质量迁移非常接近,这就需要高度灵敏和准确的MS仪器来区分。

 

1.产品描述:蛋白质修饰位点质谱鉴定-通过LCMS对客户提供的蛋白质凝胶条带或纯化蛋白样本进行翻译后修饰位点鉴定。

2.样本要求除了磷酸化修饰以外,其余的修饰类型要求是经过纯化的纯蛋白。磷酸化修饰可以进行富集工作。纯化样品如果是PAGE Band,只要肉眼可见即可。

3. 测试质谱Orbitrap Fusion(Thermo Scientific),Orbitrap-Elite(Thermo Scientific)

4. 测试周期:10个工作日

5. 报告形式:蛋白质/肽段鉴定列表(电子版),质谱原始测试文件

 

Identification and characterization of protein phosphorylation in the soluble protein fraction of scallop (Chlamys farreri) byssus.
Zhang L, Zhang X, Wang Y, Xu P, Diao Z, Liu W, Xu W.
Molecular biology reports. 2019 Jul 1:1-9.

Characterization of an atypical metalloproteinase inhibitors like protein (Sbp8-1) from scallop byssus.
Zhang X, Dai X, Wang L, et al.
Frontiers in physiology, 2018, 9.

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