泛素化修饰组学技术及其在疾病研究中的应用

泛素化修饰作为真核细胞内主要的蛋白质翻译后修饰之一,通过泛素-蛋白酶体系统(UPS)介导了细胞内的蛋白质特异性降解,同时广泛参与并调控细胞内基因转录、信号传导、DNA损伤与修复、细胞周期调控、应激反应甚至个体的免疫应答等几乎所有的生命活动过程。泛素-蛋白酶体系统的精确调控构成了稳定而复杂的泛素化信号网络,而其失调通常会造成癌症、神经退行性疾病、代谢性疾病等多种疾病的发生发展。近年来,基于质谱(MS)的蛋白质组学逐渐成熟,并极大促进了泛素化修饰研究的深度与广度。依托于泛素化蛋白质/肽段富集技术的发展以及高通量、高覆盖度和高灵敏度的质谱检测技术平台,蛋白质泛素化修饰组学也得以快速发展,并逐渐应用于人类生理、病理状态的泛素化蛋白质组研究和疾病发生发展的机制探索。本文主要综述了泛素化修饰组学研究中的泛素化蛋白质/肽段富集方法、质谱鉴定技术、定量标记技术和数据处理方法,同时对泛素化修饰组学技术在疾病研究中的应用也进行了系统分析,理清了当前存在的问题与挑战,为泛素化修饰蛋白质的发现与鉴定提供参考,为相关疾病治疗靶点的筛选和药物研发提供思路。

胰蛋白酶镜像酶LysargiNase的开发及其在蛋白质组学研究中的应用

蛋白质组学是系统鉴定、定量蛋白质及其翻译后修饰形式,并研究这些蛋白质生物学功能的学科。目前,基于质谱的鸟枪法蛋白质组学技术是蛋白质组学研究的主要手段之一,其技术流程是先将蛋白质组样品经位点特异性蛋白酶消化形成肽组,再进行高效液相色谱分离和质谱检测。而位点特异性蛋白酶对蛋白质样品的消化是质谱检测的前提和基础。随着蛋白质组学研究的深入,多种位点特异性蛋白酶被先后开发利用;而切割发生在相应氨基酸的N端,与传统的C端蛋白酶互为镜像的蛋白酶的鉴定、开发、特性研究和广泛使用更是为蛋白质组学研究提供了新的工具。文中对最近发现的胰蛋白酶的镜像酶——赖氨酸精氨酸N端蛋白酶(LysargiNase)的特点及其应用进行综述,为国内外学者更加广泛的使用创造条件。

蛋白酶体翻译后修饰功能机制研究

蛋白酶体是真核细胞内介导蛋白质特异性降解的主要复合物,在蛋白质质量控制和细胞稳态维持中发挥关键作用。研究发现,蛋白酶体含量或功能的异常会导致癌症、神经退行性疾病等诸多人类恶性疾病。围绕蛋白酶体的活性调控,已经发展了多种靶向药物,加强对蛋白酶体活性精确调控机制的研究具有重要的学术价值与临床意义。蛋白酶体的含量、组装及其活性的调节受多层次的精细调控,本文简要介绍了蛋白酶体的组成亚基、结构特征、转录调控与组装机制,着重阐述磷酸化、泛素化和乙酰化等翻译后修饰对蛋白酶体的调控机制及其生物学意义,以期为深入揭示蛋白酶体调控机制带来新启发。