基于CUDA的蛋白质翻译后修饰鉴定MS-Alignment算法加速研究

对MS-Alignment算法进行分析得出该算法很难满足大规模数据对鉴定速度的要求,而且具有的一个特点是相同的任务在不同的数据上重复计算,为数据划分提供了基础。基于CUDA编程模型使用图形处理器（GPU）对步骤数据库检索及候选肽段生成进行加速优化,设计了该步骤在单GPU上的实现方法。测试结果表明,此方法平均加速比为30倍以上,效果良好,可以满足蛋白质翻译后修饰鉴定中大规模数据快速计算的需求。

弓形虫组蛋白乙酰转移酶MYST-A对虫体蛋白质翻译后修饰的影响

为了探究弓形虫组蛋白乙酰转移酶MYST-A对弓形虫蛋白质翻译后修饰的影响,在弓形虫ToxoDB数据库获取基因全长序列,构建表达载体,大量纯化His标签重组蛋白质,免疫实验动物,制备多克隆抗体并纯化。利用间接免疫荧光实验对其进行亚细胞定位分析,用不同浓度的抗体作用于弓形虫并提取全虫蛋白,进行Western-blot验证,分析其是否对虫体蛋白质翻译后修饰产生影响。ALP2a蛋白质是组成组蛋白乙酰转移酶复合物的重要组成部分,MYST-A与ALP2a可能形成组蛋白乙酰转移酶复合物共同参与组蛋白的翻译后修饰,拟通过分子互作实验验证两者是否发生相互作用。结果表明:成功构建重组表达载体并纯化重组蛋白质His-MYST-A。His-MYST-A免疫小鼠以及兔子,并获得了特异性多克隆抗体。IFA分析结果表明:在细胞内的虫体中和游离速殖子中,弓形虫MYST-A均在虫体细胞质内广泛分布。MYST-A对弓形虫蛋白质翻译后修饰影响结果表明,随着抗体浓度的增加,泛素化、单甲基/二甲基化、丙二酰化、琥珀酰化的修饰水平均增强(尤其是55 kDa处),说明该蛋白质起负调控作用。分子互作实验验证MYST-A与ALP2a两者发生相互作用。研究进一步揭示了弓形虫组蛋白乙酰转移酶MYST-A对蛋白质翻译后修饰的重要调控作用,为深入研究其生物学功能奠定了基础。蛋白质翻译后修饰的研究对了解弓形虫的致病机制及其与宿主的相互作用、致病机制有重要意义,同时也为新型弓形虫疫苗研制及药物靶标的筛选提供一定的参考价值和理论依据。

蛋白质翻译后修饰对环磷酸鸟苷-腺苷酸合成酶功能的调控

环磷酸鸟苷-腺苷酸合成酶-干扰素基因刺激因子信号通路是细胞感知细胞质中异常存在的双链DNA的主要效应器,对于该信号通路的调节,可以通过调控细胞质内DNA识别受体环磷酸鸟苷-腺苷酸合成酶的功能来完成。近年来研究发现,蛋白质翻译后修饰,包括磷酸化、乙酰化、泛素化、甲基化、类泛素修饰等在固有免疫信号通路的调节中具有重要功能。本文就蛋白质翻译后修饰如何通过不同的机制对环磷酸鸟苷-腺苷酸合成酶的功能及其下游的信号通路产生多种多样的影响进行阐述。

蛋白质翻译后修饰在肝癌免疫治疗中的作用机制

蛋白质翻译后修饰(PTM)是蛋白质活性调节、定位、表达以及与其他细胞分子相互作用的调节机制,能引起蛋白质性质和功能的变化,其传统形式包括磷酸化、糖基化、甲基化、泛素化等。越来越多的研究表明,PTMs不仅调节肝癌的发生和发展,而且在抗癌免疫反应中起着至关重要的作用。本文综述了目前几种传统类型的PTMs在肝癌免疫治疗中的作用机制,为肝癌治疗提供新的见解和未来研究方向。

食药用菌表观遗传和蛋白质翻译后修饰研究进展

食药用菌具有较高的营养价值和药用价值。随着人们对健康的重视程度日益提高,对食药用菌的需求量也不断增加。表观遗传和蛋白质翻译后修饰不仅调控食药用菌的生长发育,还调控食药用菌的次级代谢产物合成。笔者综述了近年来食药用菌中表观遗传和蛋白质翻译后修饰的研究进展,以期为食药用菌的菌株改良,精准栽培及行业发展提供参考。

蛋白质翻译后修饰SUMOylation在肿瘤微环境中的功能作用

目前肿瘤仍然是人类生存中无法克服的一大难题,治疗方案多种多样,但还未找到一种行之有效的方法。随着越来越多的研究发现,人们把治疗肿瘤的目光投向了一种新的领域——肿瘤微环境(tumor microenvironment,TME),指癌细胞周围各种基质细胞的动态和复杂的环境。TME是宿主免疫系统和肿瘤之间的关键交互区域,TME内的细胞相互影响并与癌细胞相互作用以影响癌细胞的侵袭、肿瘤的生长和转移,是治疗癌症的一个全新的方向。在TME复杂的环境中,蛋白质的翻译后修饰(post-translational modification,PTMs)被证明在TME中发挥着重要的作用。PTMs通过调节蛋白质的结构、空间定位和相互作用调控其功能。在PTMs中有一种可逆的翻译后修饰被称为SUMOylation,是通过小泛素样修饰物(small ubiquitin-like modifier,SUMO)靶向赖氨酸残基修饰的翻译后修饰,是细胞过程中普遍存在的调控机制。SUMOylation广泛参与致癌、DNA损伤反应、癌细胞增殖、转移和凋亡,在TME中发挥举足轻重的作用。本综述旨在总结蛋白质的SUMOylation动态修饰对多种免疫细胞的影响,从而探究其在TME中发挥的作用。

蛋白质翻译后修饰在细菌致病中的作用

蛋白质翻译后修饰(post-translational modification,PTM)可以改变蛋白质稳定性与活性,是调控蛋白质生物学功能的重要环节之一,在真核生物与原核生物中广泛存在。PTM在细菌的许多生命活动中发挥着重要调控作用,如物质代谢、信号转导和细菌致病过程等。文章综述了细菌中主要的PTM种类及功能、细菌毒力和适应力的PTM调控机制、细菌效应蛋白如何通过PTM调控宿主蛋白,以及PTM检测技术的新进展。PTM的研究对了解细菌的致病机制及其与宿主的相互作用、致病机制有重要意义,也可以开发特异性治疗药物的新靶点。

蛋白质翻译后修饰在肿瘤发病机制中的研究进展

癌症早已是全世界人类的主要死因之一,探索更好的抗癌药物是非常必要的。蛋白质翻译后修饰是蛋白质合成后发生的化学变化,已有研究表明,蛋白质翻译后修饰与肿瘤的发生、发展密切相关。因此本文对常见的蛋白质翻译后修饰在肿瘤发病中的机制研究进行综述,希望能为相关抗癌药物研究提供有效的参考。

蛋白质翻译后修饰在肝纤维化中的作用

肝纤维化(HF)由多种细胞、介质和信号通路调控,最终导致细胞外基质和胶原过度沉积的复杂病理过程。蛋白质翻译后修饰(PTMs)是DNA转录成mRNA并进一步翻译成蛋白质后,底物与功能基团的一种化学修饰。HF的过程经历了广泛的PTMs。该文就蛋白质磷酸化和亚硝基化修饰对HF的作用进行综述。

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。

蛋白质糖基化修饰在结直肠癌中的研究进展

结直肠癌作为中国最常见的恶性肿瘤之一,涉及多种复杂的病理生理过程。随着糖组学的深入研究,揭露了蛋白质糖基化修饰与结直肠癌的发生、进展、转移及多药耐药的密切关系,糖基化的改变作为重要的生物标志物,为早期诊断及干预治疗提供了新的靶点。本文综述了蛋白质糖基化修饰在结直肠癌中最新研究进展,希望可以通过靶向相关糖基化修饰位点,改善患者预后及耐药性。

蛋白质翻译后修饰在禁食低代谢调节中的研究进展

低代谢调节在载人深空探测和地外极端环境生存中具有广泛的应用潜能。介绍了不同类型蛋白质翻译后修饰的特点及其在禁食低代谢过程中肝脏能量代谢调节中的作用及其机制,展望了蛋白质翻译后修饰在空间低代谢调节中的应用前景。能量代谢调节关键酶及调控转录因子的翻译后修饰对禁食低代谢状态下机体能量调节起至关重要作用;寻找合适的修饰调节靶点,并通过调节其修饰水平的变化对提高低代谢诱导效率具有重要指导价值。

蛋白的翻译后修饰调控植物囊泡转运的研究进展

蛋白质翻译后修饰是蛋白质合成后经历的一系列化学修饰过程,这些修饰能够显著影响蛋白质的结构、定位、稳定性和功能。在细胞生物学中,蛋白质翻译后修饰在几乎所有的细胞信号通路和调控网络中扮演着至关重要的角色,尤其是在囊泡转运这一细胞内物质运输的关键过程中,蛋白质翻译后修饰对于蛋白质的运输调控和信号传导具有决定性的影响。囊泡转运是指细胞内物质通过囊泡从一处运输到另一处的过程,这一过程涉及多个步骤,包括囊泡的形成、运输、融合等。在这个过程中,蛋白质的正确修饰和定位对于囊泡的形成和运输方向至关重要。本文首先介绍了几种重要的蛋白翻译后修饰的作用及分类,随后,系统地总结了蛋白质翻译后修饰在囊泡转运中的研究进展,为揭示细胞内囊泡转运的分子机制、深入研究膜蛋白生物学功能提供重要参考。未来,应进一步探索蛋白质翻译后修饰在植物囊泡转运中的具体机制,以及这些机制如何影响植物的生长发育和环境适应性。这一研究将为植物遗传改良和抗逆境育种提供新的策略和方法,有助于提高作物的产量和品质,增强植物对环境变化的适应能力。总之,通过深入研究这一领域,不仅有助于我们揭示植物细胞中特定蛋白质修饰的基本原理,还可能为改良作物性状和提高植物抗逆境能力提供新的策略。

蛋白质乳酸化在脑缺血再灌注损伤中的神经保护作用

蛋白质乳酸化(protein lactylation)是一种新发现的翻译后修饰,在脑缺血再灌注损伤中的神经保护作用正逐步受到重视。脑缺血再灌注损伤是缺血性脑卒中后再灌注治疗引起的复杂病理过程,涉及氧化应激和炎症反应等。本文综述了蛋白质乳酸化在脑缺血再灌注损伤中的神经保护机制及其研究进展。乳酸分子可以共价结合到赖氨酸残基上,影响蛋白质的功能和活性,从而在细胞代谢、基因表达调控及细胞信号传导中发挥重要作用。研究发现,蛋白质乳酸化修饰通过调控炎症和氧化应激反应,有助于减少神经元损伤和凋亡,从而发挥神经保护作用。深入研究蛋白质乳酸化修饰的生物学功能及其在脑缺血再灌注损伤中的作用机制,不仅有助于揭示脑缺血再灌注损伤的病理生理机制,还为开发新的脑缺血再灌注损伤治疗药物提供了潜在的靶点和理论依据。

一种鉴定蛋白质突变和翻译后修饰的算法

提出的MSA(Modified Spectral Alignment)算法,改进了SA(Spectral Alignment)算法中D(k)和k-最佳Spectral Alignment的求解方式,并在算法中引入"双端考虑"。实验结果数据表明,MSA算法有效地提高了鉴定含突变或翻译后修饰的蛋白质的能力。

蛋白质翻译后修饰的质谱鉴定方法和在精准医学研究中的应用

近年来,随着科学技术的发展,质谱法(MS)作为一种创新型分析技术应运而生。MS适用于大量样品的分析,其凭借高效、灵敏、准确、稳定以及便捷等特性,成为蛋白质组学应用的首要选择,在蛋白质分析领域中得到了广泛应用。蛋白质组学对于疾病的早期诊断、预后和监测疾病的发展至关重要,其中,蛋白质翻译后修饰(PTM)是蛋白质功能调控的重要方式,因此,关于PTM的检测在实验过程中非常重要。本文综述了泛素化、类泛素化、乙酰化、糖基化等PTM质谱检测以及本实验室建立的新型类泛素化质谱检测方法,并探讨了PTM质谱鉴定在精准医学研究领域的应用情况。

尺寸排阻-反相液相色谱-质谱联用技术在大鼠肾脏翻译后修饰蛋白质鉴定中的应用

LC-MS联用技术在蛋白质组学研究中具有重要的作用,但是在复杂的生物体系中,由于样品的高度复杂性和其中蛋白质含量的巨大差异,执行全面且无倾向的蛋白质组分析是一项挑战。因此,在液相色谱分离中采用基于不同原理的色谱分离方法来降低蛋白质样本的复杂度,并对微量蛋白质进行富集,对后续采用质谱方法进行信息的采集和深入分析至关重要。在这里我们开发了一种基于尺寸排阻色谱(SEC)与反相液相色谱(RPLC)结合的新方法来进行复杂体系蛋白质的分离和鉴定,特别是对于微量蛋白质的分析。首先使用SEC对蛋白质进行分离和富集,并酶解成多肽,再通过RPLC-MS联用的方法对酶解后的多肽进行分离和鉴定。结果显示使用上述方法可以有效降低蛋白质样本的复杂度,并有效提高微量蛋白质的鉴定能力,可从大鼠肾脏鉴定出23621个肽段及1345个蛋白质,比常规的二维强阳离子交换-反相液相色谱法(2D SCX-RPLC)鉴定到的肽段及蛋白质分别多出69%及27%。此外,该方法对肾脏翻译后修饰(PTM)蛋白质的鉴定显示出更多的优势,翻译后修饰的多肽鉴定率显著增加,特别是磷酸化肽段的鉴定效率可达到靶向富集策略的水平。在此展示的SEC-RPLC-MS可以更好地了解蛋白质翻译后修饰对肾脏的影响,最终将有助于增加我们对正常的生理性肾功能以及病理过程机制的理解。

翻译后修饰蛋白质组学研究的技术策略

蛋白质组学早期研究的绝大部分工作是在关注细胞不同生长时期或是疾病、分裂素刺激下的蛋白质表达水平变化.然而,许多至关重要的生命进程不仅由蛋白质的相对丰度控制,更重要的是被那些时空特异分布的可逆翻译后修饰控制的,揭示翻译后修饰发生规律是理解蛋白质复杂多样的生物功能的一个重要前提.由于翻译后修饰蛋白质在样本中含量低且动态范围广,其相关研究极具挑战性,亲和富集、多维分离等技术与生物质谱的结合为翻译后修饰蛋白质组学的发展提供了契机,目前,已进行规模化研究的蛋白质翻译后修饰主要有四大类,其中磷酸化和糖基化研究较多.本文针对大规模翻译后的修饰蛋白质的分析策略和技术路线,如蛋白质的磷酸化修饰,糖基化修饰,泛素化修饰,基于蛋白质氧化还原状态进行的氧化还原修饰和其它修饰像乙酰化、甲基化、脂基化修饰等进行了综述.

蛋白质巯基亚硝基化——一种典型氧化还原依赖的蛋白质翻译后修饰

综述了蛋白质巯基亚硝基化修饰的特点、检测方法、功能研究、相关疾病和发展态势.蛋白质巯基亚硝基化(S-nitrosation)是指一氧化氮(nitricoxide,NO)及其衍生物修饰蛋白质半胱氨酸(cysteine,Cys)巯基—SH生成—SNO,其是一种典型的氧化还原依赖的蛋白质翻译后修饰,也是一氧化氮发挥其广泛信号转导作用的新的重要途径.

蛋白质半胱氨酸上的翻译后修饰组分析方法进展

半胱氨酸的巯基具有很高的反应活性,作为亲核、氧化还原催化反应、金属结合及变构调节位点等在蛋白质的结构和功能中发挥着非常重要的作用,且容易发生多种翻译后修饰,调控亦或损伤蛋白功能,与人类许多重要疾病关系密切,因此,定性与定量分析蛋白质半胱氨酸上的翻译后修饰组对理解其生物学功能具有重要意义。本文综述了近年来蛋白质半胱氨酸上常见的翻译后修饰组的质谱和蛋白质组学分析方法进展。