蛋白质组学

JPR2018-锥体虫赖氨酸乙酰化修饰蛋白质组学分析

2. N段乙酰化修饰结果

该文所采用的蛋白质组学方法的一个优点是检测存在于蛋白质N-末端区域的残基中的乙酰化,称为N-末端(Nt)-乙酰化,这是基于赖氨酸乙酰化肽的抗体富集的方法所不能检测到的。N-末端(Nt)-乙酰化是一个乙酰基不可逆地加入到多肽的N-α-氨基中。它通常发生在翻译过程中,当第一个肽出现在核糖体中与乙酰化蛋氨酸。本文在BSF、PCF和EPI中分别鉴定到114个蛋白质在BSF的N末端残基中含有乙酰化,141个在PCF中含有乙酰化,172个在EPI中含有乙酰化。其中缬氨酸(Val)乙酰化仅存在于PCF(2个)、EPI(4个)中(图2A)。

对这些N修饰乙酰化蛋白进行了GO功能分析发现在EPI、PCF和BSF中一些蛋白质表明根据物种和发育阶段,这些修饰是优先富集的。 GO可以对蛋白进行分类,根据不同的分类中的乙酰化蛋白进行N修饰位点的统计分析(图2)。

3. K位点修饰分析

作者对这些K位点修饰的蛋白进行GO和KEGG的分别分析发现:基于GO分析,K-ac蛋白在两种寄生虫的基本上所有细胞器中都有分布。在BSF中,作者发现在细胞核中富集,随后是鞭毛蛋白。相比之下,在昆虫发育的两个阶段(EPI和PCF),与BSF相比,在糖体和线粒体中存在大量乙酰化蛋白。

基于KEGG分析发现,乙酰化在两种寄生虫中的多个途径中被发现,其中EPI、PCF和BSF相比具有不同的特征。例如,碳水化合物/糖酵解代谢过程、脂肪酸延长和柠檬酸循环过程在PCF中富集时;戊糖磷酸途径、肌醇磷酸代谢和氨基酸代谢过程在BSF中富集,氧化/还原和氨基酸代谢在EPI中普遍存在(图3)。

4. Motif分析

作者使用SeqLogo2程序分析了已识别肽中与K-ac位点相邻的序列(-7到+7残基),并基于GO富集分析,根据蛋白质预测的亚细胞位置对这些K-ac位点进行了分类。生成的模式显示了每个细胞间隔的不同趋势。作者通过motif分析得到乙酰转移酶和脱乙酰酶的独特性作用于寄生虫的不同阶段和种类,或者它们位于寄生虫的不同细胞器(图4)。

5. 组蛋白乙酰化分析

在本实验中,作者发现了一些组蛋白的乙酰化修饰,确定了T. brucei组蛋白乙酰化的新位点,包括组蛋白变体中的新乙酰化位点。除此之外,作者还发现了一个很重要的组蛋白修饰,在K79位置观察到一个新的H3乙酰化位点(图5)。本文所鉴定的组蛋白乙酰化位点的多样性揭示了乙酰化在调节锥虫组蛋白功能中可能具有的动态和复杂作用。

6. T. brucei的糖酵解

作者分析了组成糖酵解Embden-Meyerhof(E-M)段的蛋白质的乙酰化,在T. brucei中,Embden-Meyerhof(E-M段发生在糖体中。其中参与的部分酶被乙酰化了,随后对这些乙酰化蛋白酶进行了半定量分析表明,PCF蛋白质的乙酰化水平高于BSF。

最后作者对其中三个酶进行3D结构分析发现主要是在醛缩酶的情况下,至少有一个乙酰化位点靠近活性位点,其他位点位于蛋白外表面(图6和图7)。这些发现提示PCF和BSF中糖酵解酶的调节机制。

7.eIF5A乙酰化分析

作者通过对eIF5A乙酰化分析得到在人类蛋白质中,K47乙酰化通过影响DHS的biding参与了对人类eIF5A活性的负调控,从而抑制了eIF5A的hypousion,因此,在K53在赖氨酸53处被hypousionT.cruzi eIF5A中也可能发生同样的调控。然而,在这两种蛋白质中都发现了不匹配的乙酰化位点(T.cruzi,K42和人类,K68)(图8)。

8. KATs和KDACs抑制剂对 brucei生长的影响

作者又通过KATs和KDACs抑制试验得到的这些结果支持了锥虫增殖也需要乙酰化反应的观点(表2)。

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