当前位置 : X-MOL首页行业资讯 › 蛋白质4-羟基壬烯醛翻译后修饰组研究的新方法

蛋白质4-羟基壬烯醛翻译后修饰组研究的新方法

注:文末有研究团队简介 及本文作者科研思路分析


4-羟基壬烯醛(4-Hydroxynonenal,HNE)修饰是一种重要的蛋白质翻译后修饰,主要发生在蛋白质的半胱氨酸、组氨酸、赖氨酸以及部分精氨酸侧链上。HNE修饰在真核细胞中可以改变蛋白结构并调节相关的生物过程,是细胞病理学研究的热点之一。它与多种心血管和神经疾病,如动脉粥样硬化(atherosclerosis,AS)、缺血再灌注损伤(Ischemia reperfusion injury, IRI)、帕金森氏综合症(Parkinson's disease,PD)和阿尔兹海默病(Alzheimer's disease,AD)的发生息息相关。基于其重要的生物学功能,建立高效的针对蛋白质HNE修饰的研究方法一直颇受生物化学家们的关注。近日,复旦大学陆豪杰教授(点击查看介绍)研究团队通过氟标记衍生结合氟固相萃取(FSPE)的方法,实现了针对蛋白质HNE修饰肽段的高效分离富集和高通量质谱鉴定,为蛋白质HNE修饰的大规模组学研究提供了新的研究手段。


FSPE技术起源于上世纪90年代,最早应用于有机合成领域,用于分离合成产物或中间体。其基本原理是利用全氟取代的烷烃及其类似物在常温下兼具疏水性和疏油性,却又能与其他全氟化合物良好互溶的特性。FSPE技术需要首先对目标分子进行氟标记衍生,随后衍生的分子才能通过氟标记和高氟化固相吸附剂之间的特殊作用,从复杂体系中分离出来。经历了十多年的发展,这一技术在有机合成与催化领域备受青睐。而与此同时,基于FSPE技术的生物分离和分析方法也开始蓬勃发展起来。由于该技术与质谱之间具有良好的兼容性,近年来越来越多的基于这一方法的组学研究(如蛋白质组学、代谢组学、糖组学等)得以报道,并受到了相关领域研究者的广泛关注。


复旦大学陆豪杰教授研究团队首次将FSPE技术应用到蛋白质HNE修饰的研究中,并以此建立了基于生物质谱的蛋白质HNE修饰组高通量鉴定技术。在氟标记试剂的选择方面,研究团队基于长期研究的经验,选择带有羟胺功能基团的标记试剂,利用肟点击化学反应的手段,实现了修饰肽段在温和条件下快速、高效率的化学衍生。此后通过商业化的氟固相萃取小柱,研究团队从复杂的蛋白酶解产物中成功分离富集得到HNE修饰肽段,并建立了后续的生物质谱和生物信息学数据分析方法。研究团队利用这一新方法,成功对经HNE小分子刺激的乳腺癌细胞MCF-7蛋白样品中的HNE修饰组进行分析,其鉴定结果也建立了这一体系中HNE修饰组的最大规模数据库,为后续的生物学功能发掘提供了重要的参考依据。


这一成果近期发表在Analytical Chemistry 上,文章的第一作者是复旦大学的博士研究生袁文娟


该论文作者为:Wenjuan Yuan, Ying Zhang, Yun Xiong, Tao Tao, Yi Wang, Jun Yao, Lei Zhang, Guoquan Yan, Huimin Bao and Haojie Lu

原文(扫描或长按二维码,识别后直达原文页面,或点此查看原文):

Highly Selective and Large Scale Mass Spectrometric Analysis of 4-Hydroxynonenal Modification via Fluorous Derivatization and Fluorous Solid-Phase Extraction

Anal. Chem., 2017, 89, 3093, DOI: 10.1021/acs.analchem.6b04850


陆豪杰博士简介


陆豪杰,复旦大学教授,博士生导师;1996年毕业于厦门大学化学系,获学士学位;2001年毕业于中科院兰州化学物理研究所,获分析化学博士学位;2001年于中科院上海有机化学研究所从事博士后研究,2003年起在复旦大学任职。


研究兴趣是基于生物质谱的蛋白质组学新技术、新方法的开发与应用研究,2010年国家自然科学基金委“杰出青年基金”获得者,2014年入选科技部创新人才推进计划,2016年入选第二批“万人计划”领军人才。


http://www.x-mol.com/university/faculty/9645


科研思路分析


Q:这项研究的想法是如何产生的?

A:基于FSPE技术的“氟蛋白质组学”方法始于2005年,已成功应用到其他蛋白质翻译后修饰的研究中,例如蛋白质的硝基化修饰、磷酸化修饰等。此前的研究中,我们课题组已成功地将FSPE技术应用到人血清N-糖组的高选择性、高灵敏检测之中。由于N-糖链和HNE修饰肽段的特征官能团都是醛基,因此,我们基于研究团队以往的研究经验,产生了将FSPE技术应用到蛋白质HNE修饰组学研究中的想法。


Q:研究中主要遇到哪些挑战?

A:研究中的主要挑战在于如何实现HNE修饰肽段的高效氟标记衍生以及髙选择性地分离富集HNE修饰肽段。


Q:这项研究成果有哪些可能的应用或社会效应?

A:我们成功将FSPE技术应用到蛋白质HNE修饰组的研究中,一方面拓展了FSPE技术的应用,为技术的推广起到了促进作用;另一方面,也是较为重要的一方面,为蛋白质HNE修饰的组学研究提供了一种新的有效手段。在蛋白质翻译后修饰组学研究领域,生物学研究的基础一直是有效的分析方法。由于现有的蛋白质HNE修饰分析方法较为贫乏且效果相对有限,我们相信这一技术的发展既会成为蛋白质组学方法学研究的关注点,也将促进HNE修饰成为热点修饰研究的催化方式,对于蛋白质HNE修饰的进一步生物功能研究起到一定的推动作用。


如非特别注明,本文版权属于 X-MOLx-mol.com ), 未经许可,谢绝转载!

分享到
评论: 0
down
wechat
bug