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                  修飾蛋白質

                  包括磷酸化、糖基化、乙?;?、泛素化、丙?;?、丁?;?、丙二?;?、戊二?;?、琥珀?;?、單甲基化、二甲基化、三甲基化等。

                  ? 修飾蛋白質組 

                  通過在一個或多個氨基酸殘基上加上修飾基團,可以改變蛋白質的物理、化學性質進而影響蛋白質的空間構象、活性、亞細胞定位、蛋白質折疊以及蛋白質-蛋白質相互作用。包括磷酸化、糖基化、乙?;?、泛素化、丙?;?、丁?;?、丙二?;?、戊二?;?、琥珀?;?、單甲基化、二甲基化、三甲基化等。



                  分類


                  磷酸化蛋白組;

                  糖基化蛋白組;

                  乙?;鞍捉M;

                  泛素化蛋白組等。



                  磷酸化蛋白組


                  蛋白質磷酸化是一種非常重要且廣泛存在于原核生物和真核生物中的翻譯后修飾調控方式,參與細胞的增殖、發育、分化、凋亡,細胞骨架調控、神經活動、肌肉收縮、新陳代謝及腫瘤發生等,對許多生物的細胞功能起著生物“開/關”作用。研究磷酸化蛋白質組,解析生命體復雜多樣的生理和病理過程。



                  乙?;鞍捉M


                  蛋白質乙?;瘏⑴c了幾乎所有的生物學過程,如轉錄、應激反應、新陳代謝以及蛋白合成與降解等,除了影響細胞染色體結構以及對核內轉錄調控因子的激活外,對蛋白質的功能也可以產生很大的影響,包括酶的活化與失活,蛋白質穩定性,亞細胞結構定位和特殊功能復合體的形成等。研究乙?;鞍踪|組,解析生命體復雜多樣的生理和病理過程。



                  琥珀?;鞍捉M


                  蛋白質琥珀?;⊿uccinylation)修飾是指琥珀?;鶊F供體,如琥珀酰輔酶A,通過酶學或者非酶學的方式將琥珀?;鶊F共價結合到底物蛋白質的賴氨酸殘基上的過程。琥珀?;揎椯x予賴氨酸基團2個負電荷,能夠引發更多蛋白質特性的改變,且琥珀?;鶊F空間結構較大,對于蛋白質結構和功能的影響更為顯著。

                  琥珀?;找娉蔀楫斍把芯繜岫容^高的一種新的翻譯后修飾類型,文章發表數量也逐年增加。



                  丙?;鞍捉M


                  蛋白質丙?;≒ropionylation)修飾指在?;D移酶(如乙?;D移酶)的作用下催化丙?;鶊F(如丙酰輔酶A等供體)共價結合到底物蛋白質中賴氨酸殘基上的過程。賴氨酸丙?;揎検酋;揎椀闹匾M成部分,相關研究文章至今已有近80篇,并逐年遞增。



                  泛素化蛋白組


                  蛋白質泛素化修飾是一種重要的翻譯后修飾,在蛋白質的定位、代謝、功能調節和降解中都起著十分重要的作用。同時,它也參與了細胞周期、增殖、凋亡、分化、轉移,基因表達、轉錄調節、信號傳遞、損傷修復、炎癥免疫等幾乎一切生命活動的調控。泛素化與腫瘤、神經退行性病變、肌肉營養不良、免疫疾病、心血管疾病以及代謝綜合癥的發病密切相關。



                  糖基化蛋白組


                  糖基化調控了蛋白質在組織和細胞中的定位、功能、活性、壽命和多樣性,參與細胞的識別、分化、發育,信號傳導、免疫應答等在內的各種重要的生命活動。在各種疾病,如腫瘤、神經退行性疾病、心血管病、代謝性疾病、免疫性疾病及感染性疾病的發生發展中,均伴隨著蛋白質糖基化異常的發生。



                  多通路磷酸化蛋白組


                  多通路磷酸化(Multi-pathway)是一款基于質譜的信號通路全景篩查產品。相應的抗體可富集并定性定量至少 800 種已知的蛋白和至少 4000 個磷酸化位點,涵蓋 19 條經典的信號通路,是樣本中靶蛋白高通量篩選和檢測的穩健方法。



                  技術參數


                  圖片關鍵詞



                  數據分析


                  圖片關鍵詞


                  結果展示


                  motif分析

                   

                  磷酸化激酶統計圖



                   

                  差異蛋白火山圖

                   

                  GO富集分析


                   

                  差異蛋白KEGG富集氣泡圖

                   

                   典 型 案 例  

                  磷酸化蛋白質組揭示晝夜節律調控機制

                  Phosphorylation Is a Central Mechanism for Circadian Control of Metabolism and Physiology

                  期刊:Cell Metabolism
                  影響因子:18.164
                  發表單位:馬克斯普朗克研究所
                  發表時間:2017.01




                  研究背景


                  生物鐘,作為生物體內一種無形的時鐘,控制著生物體內幾乎全部的代謝過程,并且其自身會不斷優化以保證生物體的穩態和代謝健康。生物鐘節律的紊亂會導致一系列的疾病,如糖尿病、肥胖和代謝疾病。研究生物鐘,在醫學上有著重要的意義,并對生物學的基礎理論研究起著促進作用。許多研究已經利用轉錄組和蛋白質組技術研究了晝夜節律,但是磷酸化蛋白質組尚未涉及。



                  研究方法


                  圖片關鍵詞



                  研究結果



                  1. 體內大規模晝夜磷酸化蛋白質組

                  小鼠肝臟組織中共鑒定到20,404個磷酸化肽段,20,076個磷酸化位點,4,461個磷酸化蛋白,且定量重復性較高。

                  2. 小鼠肝臟磷酸表達水平每天大幅度振蕩

                  其中27%的磷酸化肽段,41%的磷酸化蛋白表達水平 在2天內發生大幅度變化(圖1A)。表達水平聚類分析,可以將磷酸化肽段分為光照和黑暗兩大類(圖 1B)。PCA分析表明,磷酸化蛋白質組循環周期為一 天(圖1C)。肝臟磷酸化蛋白質富集到不同代謝通路,表明翻譯后修飾在晝夜節律調控中起著關鍵作用 (圖1 D)。蛋白質表達量和磷酸化蛋白表達量均隨晝夜節律振蕩,但是磷酸化蛋白質表達量振蕩幅度更大(圖 2A,圖2B)。蛋白質表達水平平均差異倍數為1.2,磷酸化蛋白質表達水平平均差異倍數為5倍(圖 2C)。FC值累計曲線表明,80%的磷酸化累積強度來自于20%的磷酸化水平振蕩的肽段,表明磷酸化水平變化的蛋白為調控蛋白而非結構蛋白(圖2D)。

                  3. CLOCK蛋白上氨基酸位點的磷酸化循環

                  小鼠肝臟中CRY1 S588和CRY2 S557分別在 CT0和CT21表達量達到峰值(圖3A)。在 CLOCK蛋白上發現了新的磷酸化位點S446和 S440/441,其磷酸化水平也出現周期性的變化(圖3B),這些氨基酸殘基位于蛋白質序列中富含絲氨酸的區域,在哺乳動物中高度保守(圖3C)。CLOCK磷酸化突變體轉錄活性 低于野生型,然而CRY1介導的轉錄抑制不受影響(圖3D,圖3E)。結果表明,CLOCK蛋白上的S440 / S441和S446的體內磷酸化循環在不含CRY1介導的抑制的情況下即可調節其轉錄活性。

                  4. 晝夜節律中小鼠肝臟激酶活性調控

                  激酶富集分析結果表明,ERK底物和AK- T/mTOR底物磷酸化水平在白天和晚上分別達到峰值(圖4A)。與 EGFR-RAS-ERK-RSK級聯反應相關的激酶磷酸化水平在白天達到峰值,這些酶多為糖酵解,糖原合成和脂肪合成的限速酶,使得小鼠在食物攝入最少的時候促進糖酵解提供能量,抑制糖原和脂肪的合成。與 insulin-AKT-mTOR 級聯反應相關酶的磷酸化水平在夜晚達到峰值,此時小鼠活動活躍,營養充足,使得脂肪合成、生長相關的代謝途徑比較旺盛(圖4 B)。


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