蛋白质磷酸化修饰研究进展

 蛋白质磷酸化是由蛋白质激酶催化的磷酸基转移反应,是最常见、最重要的蛋白质翻译后修饰方式之一,是一种普遍的生命活动调节方式,在细胞信号转导过程中起重要作用。本文介绍了蛋白质磷酸化修饰的主要类型与功能、磷酸化蛋白的鉴定及磷酸化位点的预测等方面研究进展,并着重介绍了一些灵敏度高、特异性强的以同位素标记、免疫印迹-化学发光法等作为核心的磷酸化蛋白质分析方案。Western blot方法被证明是鉴别磷蛋白的灵敏、特异方法,而NanoPro100/1000超微量蛋白分析系统等又在此基础上加以改善。蛋白磷酸化分析工具和软件的发展也很迅猛。     

复杂网络分析激酶底物信号传递机制

为了研究信号从激酶到达底物蛋白质后的传递机制,本文将磷酸化和蛋白质相互作用结合构建网络,利用复杂网络理论对该网络进行分析.结果发现,底物中存在的社区结构不会只传递特定激酶组的信号,影响网络稳定性的关键节点大多参与肿瘤发生相关的信号途径.     

蛋白质的磷酸化修饰及其研究方法

蛋白质磷酸化是一种重要的翻译后修饰，它参与和调控生物体内的许多生命活动。随着蛋白质组技术的不断发展，蛋白质磷酸化的研究越来越受到广泛的重视。本文介绍了蛋白质磷酸化修饰的主要类型与功能、磷酸化兰白质及磷酸化肽的标记和分离与富集、磷酸化肽及磷酸化位点分析以及蛋白质的磷酸化改性等方法,并综述了近年来国内外的主要研究进展。     

蛋白质组学研究中磷酸化蛋白质(肽)富集策略及展望

蛋白质磷酸化是细胞信号转导途径中重要的调控过程,但磷酸化蛋白质(肽)丰度低、化学计量低、易降解等限制了磷酸化蛋白质(肽)的研究.磷酸化蛋白质(肽)的制备是蛋白质磷酸化研究成功的关键步骤.笔者综述了磷酸化蛋白质(肽)的一些富集策略:基于抗体技术、亲和性标签磷酸化蛋白质富集策略,基于固相金属亲和层析、金属氧化亲和层析、IMAC连续洗脱、离子交换层析、亲水相互作用层析的磷酸化肽富集策略,熟练掌握及综合应用这些磷酸化蛋白质(肽)的富集策略,对于研究细胞信号转导途径中的调控因子具有重要作用.     

水分胁迫下植物体内的信号传递

本文综述了水分胁迫下植物体内的干旱信号传递，包括水分胁迫下信号的识别、信号通过第二信使、蛋白磷酸化/去磷酸化参与的胞内传递，水分胁迫下木质部汁液中蛋白质、pH值的变化及化学物质脱落酸(ABA)、茉莉酸(JA)等参与的化学信号传递等。     

硫酸镁在临床中的多种用途

镁有多种生理功能,它是体内多种镁的激活剂,参加蛋白质和核酸的合成,三大代谢,氧化磷酸化过程,离子转运,神经冲动的产生和传递,肌肉的收缩等无不与镁有密切关系,文章就硫酸镁在临床中的多种用途进行了分析。     

20℃和25℃条件下秀丽隐杆线虫衰老过程中磷酸化蛋白质组学的研究

衰老过程受到包括温度在内的众多环境因素的影响。蛋白质磷酸化是重要的翻译后修饰,调控多种生命活动,在衰老过程中也起着重要作用。秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans,C.elegans)是经典的衰老研究的模式生物。为了探究蛋白质磷酸化修饰在不同温度下衰老过程中的作用,我们对20℃(常温)和25℃(高温)培养条件下成年时期第1天、第5天、第10天的秀丽隐杆线虫样品进行了磷酸化组学分析工作。我们采用基于DIA的非标定量分析方法,系统地比较了不同样品间的磷酸化组学差异。共9 145条高可信度的磷酸化肽段被鉴定到,对应3 317个磷酸化蛋白质。经过筛选,最终6 624条磷酸化肽段被定量到,其中有1 093条显著变化的磷酸化肽段,来自于858个磷酸化蛋白质,包含1 426个磷酸化位点,通过进一步的生物信息学分析,揭示了衰老过程中的磷酸化变化规律。     

NADP-异柠檬酸脱氢酶的结构与功能

异柠檬酸脱氢酶(isocitrate dehydrogenase,IDH)在三羧酸(TCA)循环中催化异柠檬酸生成α-酮戊二酸,将NAD 或NADP 还原成NADH或NADPH.根据空间结构特点,NADP-依赖性IDH可分为同源二聚体IDH和单体IDH,它们对生物体的能量代谢、生物合成以及抗氧化胁迫起重要作用.当碳源贫乏时,NADP-依赖性IDH的可逆磷酸化对TCA循环和乙醛酸旁路碳通量(carbon flux)的分配起关键性调控作用.因此目前IDH是研究蛋白质的结构与功能关系、酶的催化与调节机制、蛋白质功能进化的最好模型之一.     

运用生物质谱分析磷酸化多肽合成中的主产物

蛋白质磷酸化是生物体内非常重要的翻译后修饰,磷酸化多肽及其类似物对研究和阐明蛋白质磷酸化修饰对生命活动的调节机制具有十分重要的作用,采用4-磺酸苯异硫腈酸酯修饰,源后衰减基质辅助激光解吸/电离飞行时间质谱(PSD-MALDI)模式分析合成磷酸化多肽,建立了一种简便易行的磷酸化多肽鉴定及定位方法.     

拟南芥信号传递途径

探讨拟南芥发育过程中一些调控基因表达的信号是如何传递的。广泛查阅近期有关发育生物学方面的文章,综述了拟南介信号传递的过程。发现植物体有许多与动物相同的信号传递途径,如磷酸化级联途径。在拟南芥中Raf1激酶,蛋白激酶（MEK）、蛋白激酶激酶（MAPK）都与信号转导直接有关。另外发现磷酸化过程在一定程度上依赖于卷须蛋白（CLV1）的自动磷酸化。植物信号转导途径类似于动物,通过磷酸化作用传递各种信号,来保持细胞增殖和分化的平衡。     

蛋白质：人类的第一营养素

蛋白质是人体所需第一营养素，占人体干物质总量的45%，占肌肉总量的70%。人体的细胞、组织、器官主要组成成份皆为蛋白质，人体的新陈代谢、抗病免疫、体液平衡、遗传信息传递等无不与蛋白质密切相关，没有蛋白质就没有生命，所以蛋白质又被称为人类的“第一营养素”或“生命素”。     

基于 LibSVM 的 CKSAAP 蛋白特征提取预测水稻蛋白质磷酸化位点

本文从swiss-prot中选取经过试验验证的水稻蛋白质磷酸化位点数据作为训练集合，应用蛋白质序列特征提取方法Composition of k-spaced residues pairs （CKSAAP），为利用SVM算法构建专门针对水稻蛋白质磷酸化位点的预测工具做准备。 CKSAAP方法利用在序列片断中残基的K个间隔距离的组成，进一步反映了残基之间的相关性。本文利用LibSVM软件包对已通过改进过得CKSAAP方法特征提取出来的数值特征对磷酸化位点进行预测，从而为之后构建水稻蛋白质磷酸化位点的预测工具做准备。结果表明，本文基于SVM和CKSAAP方法的水稻蛋白质磷酸化位点预测在丝氨酸，苏氨酸和酪氨酸的平均预测准确性为80．638％，马修斯系数为0．611。与PlantPhos和Musite的预测性能的对比结果显示，在磷酸化各氨基酸位点的预测性能高于PlantPhos及Musite。     

抗三尖杉酯碱的HL60细胞蛋白质磷酸化

研究了抗三尖杉酯碱的ＨＬ６０细胞蛋白质磷酸化的变化。经差速离心得到纯膜蛋白，抗性细胞有一高度磷酸化的１１０ｋｕ的蛋白质存在，免疫沉淀ｃ－ＫＡＦ－１蛋白激酶，抗性细胞内ｃ－ＲＡＦ－１蛋白激酶磷酸化程度明显提高，其活性被蛋白激酶Ｃ抑制剂ＣａｌｐｈｏｓｔｉｎＣ明显地抑制。结果表明：ＨＬ６０细胞对三尖杉酯碱的抗药性与蛋白质高度磷酸化有关；抗性细胞内ｃ－ＲＡＦ－１蛋白激酶磷酸化程度明显提高，可能与多药抗药性和抗细胞调亡有关。     

专利情报

人成视网膜细胞瘤基因产物磷酸化的细胞周期依赖性调节人成视网膜细胞瘤基因(RBI)编译成105千道尔顿的蛋白质(Rb),后者可被磷酸化。Rb 代谢的分析表明,该蛋白质是稳定的,并且在细胞周期的各期均有合成。在G#—[0]和 G#—[1]期的细胞中新合成的 Rb 不是广泛磷酸化的(磷酸化不足),而在 G#—[1]/S 交界处和 S期在多部位上磷酸化。被各种化学物诱导末端分化的HL—60细胞,当生长受阻时,失去它们使新合成的 Rb 多重磷酸化的能力。这些发现提示,磷酸化不足的 Rb 可限制细胞增殖。(CN:1052607A)     

LysM蛋白在植物免疫中的作用

溶解素基序（LysM）是在多种蛋白质中普遍存在的结构域.植物LysM蛋白能够感知几丁质及其寡糖等分子配体，从而启动植物对病原菌的免疫反应.在水稻、拟南芥等植物免疫应答过程中，LysM蛋白作为一种重要的模式识别受体，通过不同形式的寡聚化，激活多种类受体胞质激酶及其下游的MAPK（mitogen activated protein kinase）级联反应传递信号.同时，蛋白质可逆磷酸化和蛋白质降解途径可以负调节LysM蛋白介导的防御信号转导.文章综述了植物免疫过程中LysM蛋白介导的信号转导分子机制.     

决策树算法预测人类病毒的蛋白质磷酸化位点

本文基于决策树分类算法构建人类病毒蛋白质磷酸化修饰位点的预测模型。采用氨基酸物理化学性质对蛋白质序列进行特征提取,并分析丝氨酸、苏氨酸和酪氨酸磷酸化位点邻近序列的氨基酸性质。同时考察了不同分类算法对预测结果的影响。通过10倍交叉验证,利用决策树算法预测丝氨酸、苏氨酸和酪氨酸磷酸化位点的MCC分别达到77.31%、75.91%和71.94%,表明本文提出的方法能有效地预测人类病毒的磷酸化修饰位点。     

植物抗病反应中的蛋白磷酸化

在植物抗病反应中,发现有蛋白磷酸化现象发生,已经证明的有关因子包括MBP蛋白激酶、大雄疫霉激发子、丁香霉素、pp29和pp51蛋白激酶以及双链RNA。蛋白磷酸化是细胞信号传递系统的组成部分,与植物抗病反应有关的蛋白磷酸化研究将会发现新的植物病害防治途径。     

禁食对小鼠下丘脑磷酸化蛋白质组的影响

本研究旨在通过干预小鼠进食,探讨对小鼠下丘脑中蛋白质磷酸化修饰和相关信号通路的影响,为完善蛋白磷酸化调控网络提供有价值的信息.将实验小鼠平均分为3组,分别为对照组(con)、禁食组(D2)和禁食后恢复组(DR),每组小鼠数量为3只.在48 h内,con组正常提供饲料,D2组不提供饲料,DR组前44 h不提供饲料、后4 h提供饲料.同时解剖3组小鼠并提取下丘脑组织,提取、纯化和酶解下丘脑组织的蛋白质,并采用二氧化钛富集分离技术富集磷酸化肽段,运用高通量液相色谱-质谱联用进行检测,以鉴定样品中的磷酸化蛋白质组.利用非标记定量方法筛选差异表达的磷酸化蛋白以及位点,对鉴定数据进行GO富集和KEGG通路分析,并探究磷酸化蛋白间的相互作用关系.结果显示,共鉴定到4 810个磷酸化蛋白质,对应于14 259个磷酸化位点发生了变化.采用数学统计方法分析,成功确认小鼠下丘脑中有681个磷酸化蛋白差异显著,观察到这些差异蛋白与蛋白结合、激酶行为、转运、轴突生成等分子活动和生物学过程有关,并富集到了MAPK、细胞内噬和环磷酸腺苷信号通路等11个主要的信号通路.这说明禁食会对小鼠下丘脑中多种蛋白质的磷酸化修饰...     

铜绿假单胞菌SJTD-1的磷酸化蛋白质组学

制备了铜绿假单胞菌SJTD-1菌株的蛋白质组酶解产物,并利用二氧化钛磁珠从酶解产物中富集磷酸化肽.首次利用纳升液相色谱-质谱技术鉴定磷酸化肽的磷酸化位点,最终共鉴定获得13条磷酸化肽,分别来自12个磷酸化蛋白,其中有7个磷酸化蛋白在假单胞菌中是首次发现.分析鉴定到的磷酸化蛋白,发现大多与DNA复制、物质转运、能量代谢等密切相关.这是首次对铜绿假单胞菌SJTD-1菌株进行磷酸化蛋白质组学分析,为SJTD-1在DNA复制、物质和能量代谢以及细胞膜转运等方面的研究奠定基础.     

人类病毒蛋白质磷酸化修饰位点的识别研究

蛋白质磷酸化翻译后修饰在病毒的复制和抑制宿主细胞功能方面发挥重要的作用。然而,利用实验的方法识别磷酸化位点既费时费力又耗财。因此基于蛋白质氨基酸序列发展一种机器学习方法对病毒蛋白磷酸化位点进行预测显得非常有必要。研究结合支持向量机提出识别病毒蛋白磷酸化位点的新方法。采用权重氨基酸成分和属性分组编码对病毒蛋白残基的氨基酸物理化学性质和序列信息进行特征提取,通过10倍交叉验证,丝氨酸、苏氨酸和酪氨酸磷酸化位点的预测准确率分别达到82.0%、85.8%和92.4%。运用该预测模型对丝氨酸残基磷酸化的激酶组进行分类评估,CMGC、AGC和CAMK激酶组的马氏相关系数分别达到69.3%、68.8%和68.2%。结果表明:构建的方法可以有效地预测激酶特异性的磷酸化位点。