基于LightGBM的蛋白质类泛素化修饰位点预测

蛋白质类泛素化修饰位点的准确识别对基础研究和药物开发都具有重要意义。该文提出了一种基于蛋白质序列特征的类泛素化修饰位点预测模型。该模型结合氨基酸的物理化学属性统计特征和氨基酸序列二元语法模式特征,训练一种轻量型梯度提升机(Light gradient boosting machine,LightGBM)分类器预测某个蛋白质序列的类泛素化修饰位点。该文对比了不同特征的鉴别性,以及不同分类模型的预测性能。在基准数据集上的试验结果证明了该文所提方法的有效性,相比于现有方法在性能上取得了明显的提升,马修斯相关系数为91.64%。

蛋白质棕榈酰化修饰调控蛋白质功能的研究进展

蛋白质是生命的物质基础,也是基因功能的执行者。蛋白质需要经过基因转录、转录后加工、翻译、翻译后加工及转运等多个复杂过程后才具有生理功能。蛋白质翻译后加工修饰形式包括磷酸化、糖基化、甲基化、羟基化、泛素化及脂质化等[1],其中脂质化修饰是一种重要的翻译后加工修饰形式。

结直肠癌组织中泛素化修饰蛋白的蛋白质组学分析

蛋白质泛素化修饰在结直肠癌的发生、发展和转移等过程中,发挥着重要作用。本研究提取结直肠癌组织中总蛋白,经胰酶水解得到多肽混合物,利用免疫沉淀技术对其中含-GG标签的肽段富集纯化,最后利用液相色谱-质谱联用技术对富集肽段进行分析,经数据库检索鉴定蛋白。结果表明,在结直肠癌组织中,鉴定得到归属为328种蛋白的2036个肽段。其中,含-GG标签的修饰肽段数为1497个,归属287种蛋白。在鉴定得到的含有-GG标签的肽段中,除了大部分含有1个-GG标签的肽段外,还包括31个含有2个-GG标签的肽段以及3个含有3个-GG标签的肽段。在鉴定得到的泛素化修饰的蛋白中,发现许多与结直肠癌密切相关的蛋白,包括胸腺素α原(Prothymosin alpha)、转化酸性含卷曲螺旋蛋白3(Transforming acidic coiled-coil-containing protein 3)、中性氨基酸转运蛋白B(0)(Neutral amino acid transporter B(0))等。对所鉴定的泛素化修饰蛋白的生物信息学分析表明,结直肠癌组织中泛素化修饰蛋白涵盖了多种基本的生物学过程和分子功能,在细胞内的各个亚细胞器及胞外基质成分中均有分布。本研究对结直肠癌组织中的泛素修饰蛋白的种类、分布等情况提供了一种特异、有效的研究方法,研究结果为深入研究结直肠癌中泛素化修饰调控分子机制提供了基础数据。

应用IP-2D nano-HPLC-MALDI-TOF-TOF鉴定蛋白质泛素化修饰

近年来,在蛋白质研究中,特别是在蛋白质翻译后修饰(PTM)的研究中,生物质谱技术的应用越来越广泛,与纳升级HPLC的联合应用,使这一技术手段更加有效.针对泛素化在细胞功能调控中发挥关键作用的PTM的特点,将免疫沉淀、2Dnano-HPLC和基质辅助激光解吸/电离串联飞行时间质谱(IP-2D nano-HPLC-MALDI-TOF-TOF)有机整合,建立了天然状态下蛋白质泛素化位点的鉴定方法,并应用这一方法确定出K562细胞内具有酪氨酸激酶活性的蛋白c-ABL的泛素化位点.为定性鉴定生理和病理状态下内源性蛋白的泛素化修饰提供了借鉴.

蛋白质磷酸化修饰参与经典致幻剂诱导的大鼠甩头反应

目的探究经典致幻剂通过蛋白质翻译后修饰(protein post-translational modifications,PTMs)调控急性甩头反应机制。方法大鼠单次腹腔注射经典致幻剂LSD、DOM和Psilocin进行甩头反应实验,选取甩头次数最高的剂量建立甩头反应动物模型;Western blot检测经典致幻剂给药10和30 min后大鼠前额叶皮层中蛋白质的磷酸化、乙酰化、泛素化修饰变化情况。结果LSD(0.025 mg·kg^(-1),i.p.)、DOM(3 mg·kg^(-1),i.p.)、Psilocin(8 mg·kg^(-1),i.p.)为大鼠甩头反应动物模型最佳剂量;经典致幻剂给药10 min和30 min后大鼠前额叶皮层中蛋白质磷酸化变化明显。结论蛋白质磷酸化修饰参与经典致幻剂诱导的大鼠甩头反应。

类泛素修饰蛋白质ISG15及其修饰酶系的功能

受干扰素诱导表达的干扰素刺激基因15编码蛋白质(ISG15)是第1个被鉴定的类泛素修饰蛋白质.目前已在病毒感染细胞和肿瘤细胞中发现了多种ISG15的作用靶蛋白,提示ISG15可能在免疫调节和肿瘤发生等方面发挥重要作用.本文介绍ISG15的结构与生化特点,探讨ISG15在相关酶系作用下修饰目标蛋白质的机制,总结ISG15及其修饰酶系的抗病毒和抗肿瘤作用及其相关机制.

布鲁菌16M感染后宿主免疫相关蛋白质泛素化修饰的差异分析

为探究布鲁菌感染宿主细胞早期泛素化修饰蛋白质组表达变化并筛选出影响免疫应答的关键调控蛋白,通过Label-free和泛素化富集技术以及高分辨率LC-MS/MS联用的定量蛋白质组学研究策略,对布鲁菌16M感染11 h (感染5 h,胞内复制6 h)后的巨噬细胞和未感染布鲁菌16M的巨噬细胞进行了泛素化蛋白质组学定量研究,数据库检索分析了16M感染后的巨噬细胞和未感染的巨噬细胞差异表达的泛素化位点对应的蛋白质,并应用生物信息学方法筛选出16M感染巨噬细胞后可造成宿主免疫抑制的关键蛋白质。结果显示,共鉴定出349个蛋白质上580个泛素化位点。布鲁菌16M感染组相对于未感染组167个蛋白质上259个位点泛素化修饰水平发生上调,212个蛋白质上321个位点泛素化修饰水平发生下调(差异倍数>1.5,P<0.05);35个泛素化修饰差异表达的蛋白质可能与布鲁菌感染后宿主的免疫应答有关,其中27个泛素化修饰的下调蛋白质(如Bcap31、Btk、Faf1和Akap31等),1个泛素化修饰上调蛋白质Ubqln1可能是布鲁菌感染宿主后造成免疫抑制的关键蛋白。本研究筛选获得了布鲁菌16M感染宿主细胞免疫相关差异表达的泛素化修饰蛋白质,初步揭示布鲁菌能够调控宿主免疫信号通路、自噬和凋亡等免疫应答过程中相关蛋白质的泛素化修饰,为进一步研究布鲁菌感染后调节宿主泛素化修饰进而形成免疫逃逸的分子机制提供理论基础。

泛素化修饰及其在植物蛋白质组学中的研究进展

泛素化修饰是真核生物中一种重要的蛋白质翻译后修饰,几乎参与调控细胞内所有重要的生命活动过程。近年来,随着泛素化蛋白质富集技术和质谱技术的不断发展,泛素化蛋白质组学研究取得了重大进展。目前泛素化蛋白质组学研究多集中在动物和酵母中,而在植物中开展的相对较少。为了总结植物中泛素化蛋白质组学的最新研究成果,本文对泛素化修饰、质谱法鉴定泛素化位点、泛素化蛋白的富集方法及泛素化蛋白质组学在植物光调节、激素处理和逆境胁迫条件下的应用研究进行综述,为泛素化修饰在植物领域的最新研究提供理论基础。

小鼠蛋白质泛素化位点的预测及分析

采用机器学习中的支持向量机方法开发了小鼠泛素化位点预测新工具UbiqSite。采用6种编码方式表征泛素化位点周围序列模式,5折交叉检验和独立测试方法用于评价预测模型的表现。通过比较,支持向量机对CKSAAP编码的特征构建出的模型具有较好性能。独立测试结果显示,UbiqSite的Sn、Sp、Ac、MCC、AUC和AUC01值分别为0.682、0.795、0.739、0.480、0.758和0.019。此结果明显优于其他现有的预测模型。鉴于小鼠泛素化位点的预测精度较高,已具有实用价值,进一步构建了1个可供用户免费使用的网络服务器,网址为:http://systbio.cau.edu.cn/ubiqsite/index.php。

蛋白质和肽类分子的聚乙二醇化化学

蛋白质和肽类生物大分子聚乙二醇化后 ,溶解行为改善 ,稳定性增强 ,免疫原性消除或降低 ,循环半衰期延长 ,药物动力学优化 ,因而在生物技术和生物医学中具有重要的应用前景 ,聚乙二醇化也逐渐发展成为一种平台技术 .随着聚乙二醇化蛋白质和肽类进入临床试验阶段 ,聚乙二醇化化学越来越引起研究者的重视 .简要评述第一代和第二代聚乙二醇化化学 。

蛋白质类泛素化研究

细胞内蛋白质代谢的平衡对于维持正常细胞的生理功能起着至关重要的调节作用。在正常细胞内，数万种蛋白质的精确合成和降解形成了蛋白质代谢的动态平衡。泛素蛋白酶体系统（Ubiquitin—Proteasome System，UPS）是负责细胞内环境蛋白质代谢稳定的主要清理系统，通过控制细胞内80％～90％的蛋白质的降解，进而调控一系列关键生理过程.

蛋白质SUMO化修饰的蛋白质组学研究述评

小分子泛素相关修饰物(small ubiquitin-related modifier,SUMO)化修饰在真核细胞中广泛存在,参与了多种信号转导和代谢途径。规模化鉴定SUMO化修饰蛋白质有助于从整体角度揭示SUMO化修饰的功能和作用机制。目前,有关SUMO化修饰位点的鉴定难度较大,如何规模化研究蛋白质的SUMO化修饰尚未有定论。基于此,该文系统分析了哺乳动物细胞中开展SUMO化修饰蛋白质组学的研究工作,并在总结其研究方法和成果的基础上,对SUMO的突变模式和富集方式进行详细分析,进而归纳出针对细胞和组织样品进行SUMO化修饰位点系统化鉴定的理想方法。

蛋白质翻译后修饰及其生物学功能研究进展

后基因组时代的到来意味着生命科学研究重心转向功能基因组学及功能蛋白质组学等新领域。蛋白质翻译后修饰是蛋白质组学的重要组成部分。蛋白质经翻译后修饰改变自身的空间构象、活性、稳定性及其与其他分子相互作用等方面的性能,从而参与调节机体多样化的生命活动。多数蛋白质存在翻译后修饰,目前已知的蛋白质共价修饰方式多达200余种,主要包括磷酸化、亚硝基化、硝基化、泛素化和小泛素相关修饰物化（SUMO）等。

嗜肺军团菌效应蛋白质介导的新型泛素化过程

泛素化是真核细胞特有的蛋白质翻译后修饰方式,调节真核细胞内多种重要生理过程,例如蛋白质稳态、细胞周期、免疫反应、DNA修复以及囊泡转运等。鉴于泛素化对于生命活动的重要性,病原菌在与宿主细胞的长期进化过程中衍生出一系列针对宿主泛素化过程的效应蛋白质,调控宿主体内泛素化过程,从而构建有利于病原菌自身生长繁殖的内环境。嗜肺军团菌是一种革兰氏阴性菌,是军团菌肺炎的致病菌,能够引起发热和肺部感染,重型病死率高达15%~30%。Dot/IcmⅣ型分泌系统是嗜肺军团菌侵染过程中最主要的毒力系统。在侵染宿主细胞的过程中,嗜肺军团菌利用该分泌系统,分泌超过330种效应蛋白质,协助细菌在宿主胞内生存、增殖和逃逸。多种嗜肺军团菌效应蛋白质通过直接或者间接的方式对宿主泛素化过程进行调控。近年的研究发现,多种效应蛋白质可以介导不同于真核生物经典泛素化的新型泛素化过程。本文介绍了嗜肺军团菌效应蛋白质介导的新型泛素化过程的最新研究进展,为理解泛素化过程在嗜肺军团菌致病过程中的重要作用提供参考依据。

蛋白质翻译后修饰研究进展

翻译后修饰在蛋白质加工、成熟的过程中发挥着重要的作用,它可以改变蛋白质的物理、化学性质,影响蛋白质的空间构象、立体位阻及其稳定性,进而对蛋白质的生物学活性产生作用,引起蛋白质的功能改变。修饰基团自身的结构特性对蛋白质的性质、功能也会产生深远的影响。在已有的研究基础上,综述蛋白质翻译后修饰的主要类型以及各修饰作用潜在的生物学功能。

壮观霉素B1抑制过氧化物增殖激活受体共激活子类泛素修饰促高糖内皮细胞自愈

目的探讨过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅激活因子1α(PGC-1α)的小泛素相关修饰蛋白(SUMO)在糖尿病患者血管内皮修复能力下降过程中的作用,并寻找新的治疗方法。方法选取人脐静脉内皮细胞(HUVEC)第3~6代细胞随机分对照组、高糖组及壮观霉素B1治疗组(治疗组)3组(n=4),分别于1.0 g/L葡萄糖、4.5 g/L葡萄糖、4.5 g/L葡萄糖+20μmol/L壮观霉素B1培养液中作用48 h,用Western blot检测SUMO2/3、PGC-1α蛋白表达,RT-PCR方法检测核呼吸因子-2α(NRF-2α)和核受体雌激素受体相关受体α(ERRα)mRNA表达,细胞划痕实验检测HUVEC损伤修复功能,模拟血管形成实验检测HUVEC血管形成能力。结果高糖组和治疗组共价态SUMO2/3蛋白表达水平明显高于对照组,NRF-2α和ERRαmRNA表达水平明显低于对照组(P<0.05,P<0.01);治疗组共价态SUMO2/3蛋白表达水平明显低于高糖组,NRF-2α和ERRαmRNA表达水平明显高于高糖组(P<0.05)。高糖组游离态SUMO2/3水平低于对照组和治疗组(P<0.05)。3组PGC-1α蛋白表达水平比较,无统计学差异(P>0.05)。细胞划痕实验显示,高糖组和治疗组细胞迁移距离明显低于对照组[(19.47±4.04)μm vs(57.35±5.59)μm,P=0.017;(31.98±6.05)μm vs(57.35±5.59)μm,P=0.032],治疗组细胞迁移距离明显高于高糖组(P=0.037)。细胞模拟血管形成实验显示,治疗组能够改善网状交联情况,形成少量类血管结构。结论壮观霉素B1能够通过抑制PGC-1α蛋白的SUMO化修饰增加血管内皮细胞在高糖环境下的自愈能力。

全麻药物作用机制的新解——蛋白质翻译后修饰

从细胞内功能蛋白翻译后修饰的机制探讨全麻原理,是继脂质学说和蛋白质学说后,全麻机制研究领域的最新进展。作者从细胞内蛋白功能的快速调节——磷酸化、泛素化和类泛素化修饰,结合自身的最新研究成果,介绍了全麻药物作用的新机制。

原核生物的蛋白质翻译后修饰

蛋白质翻译后修饰是调节蛋白质生物学功能的关键步骤之一,是蛋白质动态反应和相互作用的一个重要分子基础,同时,它也是细胞信号网络调控的重要靶点.目前,蛋白质翻译后修饰已经成为国际上蛋白质研究的一个极其重要的热点.在原核生物生命活动中,蛋白质的翻译后修饰具有十分重要的作用,如参与细胞信号传导、物质的代谢、蛋白质的降解、致病微生物的致病过程等.综述了经典原核生物蛋白质翻译后修饰的种类、机制和功能,同时介绍了最近发现的原核生物的全局性乙酰化修饰以及结核分枝杆菌中类泛素化修饰.

植物蛋白质翻译后修饰组学研究进展

蛋白质翻译后修饰(Protein post-translational modification,PTMs)是一种重要的细胞调控机制,通过在蛋白质的氨基酸侧链上共价结合一些化学小分子基团来调节蛋白质的活性、结构、定位和蛋白质间的互作关系,从而精细调控蛋白质生物学功能的动态变化。PTMs是植物对环境变化最快、最早的反应之一,是植物蛋白质组多样性的关键机制,在植物生长发育和对环境适应中起重要作用。主要介绍了近年来植物磷酸化、乙酰化、琥珀酰化、糖基化、泛素化、巴豆酰化、S-亚硝基化及2-羟基异丁酰化等PTMs研究进展,旨为认识植物PTMs的关键生物学功能和研究前景提供参考。

葛根素通过调节类泛素化修饰平衡改善心肌功能的研究

目的从小泛素样修饰蛋白(SUMO)介导SUMO化修饰平衡角度解读葛根素对心力衰竭(HF)的心功能保护作用及机制。方法通过主动脉缩窄术造成压力超负荷诱导HF,成功构建小鼠HF模型后,小鼠随机分为对照组、模型组、模型+葛根素组、葛根素组,每组6只;HL-1细胞构建HF模型,分为对照1组、模型1组、模型+葛根素1组、对照2组、模型2组、模型+葛根素2组,其中前3组转染Vector质粒,后3组转染HA-SENP1质粒。超声心动检测心室功能;苏木精-伊红染色检测心肌组织形态;蛋白印迹法检测半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3(Caspase-3)、活化型Caspase-3、Bcl2、Bax和SUMO特异性蛋白酶1(SENP1)蛋白水平;JC-1试剂检测线粒体膜电位;TUNEL检测HL-1细胞凋亡情况。结果与对照组比较,模型组小鼠线粒体内活性氧及H_(2)O_(2)均增加,线粒体膜电位下降(P<0.05),与模型组比较,模型+葛根素组可改善HF小鼠心脏功能,活性氧和H_(2)O_(2)降低,线粒体膜电位增加,活化型Caspase-3/Caspase-3比值下降、Bcl2/Bax比值增加、SENP1蛋白下降(P<0.05)。与模型1组相比,模型+葛根素1组活性氧及H_(2)O_(2)减少,线粒体膜电位升高(P<0.05)。与模型+葛根素1组比较,模型+葛根素2组细胞内H_(2)O_(2)和活性氧增加,线粒体膜电位降低,细胞凋亡率升高(P<0.05)。结论葛根素通过抑制SENP1过表达,减弱HF小鼠心肌细胞的氧化应激,减轻线粒体损伤,抑制心室重构,最终改善心脏功能。