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About three-fourths of mouse proteins unexpectedly appear at a low position of SDS-PAGE, often as additional isoforms, questioning whether all protein isoforms have been eliminated in gene-knockout cells or organisms.
Protein Science ( IF 8 ) Pub Date : 2020-01-23 , DOI: 10.1002/pro.3823 Jiayuan Qu 1 , Ju Zhang 2 , Lucas Zellmer 3 , Yan He 4 , Siqi Liu 2 , Chenguang Wang 5 , Chengfu Yuan 1 , Ningzhi Xu 6 , Hai Huang 7 , Dezhong J Liao 8
Protein Science ( IF 8 ) Pub Date : 2020-01-23 , DOI: 10.1002/pro.3823 Jiayuan Qu 1 , Ju Zhang 2 , Lucas Zellmer 3 , Yan He 4 , Siqi Liu 2 , Chenguang Wang 5 , Chengfu Yuan 1 , Ningzhi Xu 6 , Hai Huang 7 , Dezhong J Liao 8
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Most genes in evolutionarily complex genomes are expressed to multiple protein isoforms, but there is not yet any simple high-throughput approach to identify these isoforms. Using an oversimplified top-down LC-MS/MS strategy, we detected, around the 26-kD position of SDS-PAGE, proteins produced from 782 genes in a Cdk4-/- mouse embryonic fibroblast cell line. Interestingly, only 213 (27.24%, about one-fourth) of these 782 genes have their proteins with a theoretical molecular mass (TMM) 10% smaller or larger than 26 kD, that is, between 23 and 29 kD, the range set as allowed variation in SDS-PAGE. These 213 proteins are considered as the wild type (WT). The remaining three-fourths includes proteins from 66 (9.44%) genes with a TMM smaller than 23 kD and proteins from 503 (64.32%, nearly two-thirds) genes with a TMM larger than 29 kD; these proteins are categorized into a larger-group or a smaller-group, respectively, for their appearance at a higher or lower position of SDS-PAGE. For instance, at this 26-kD position we detected proteins from the Rps27a, Snrpf, Hist1h4a, and Rps25 genes whose proteins' TMM is 8.6, 9.7, 11.4, and 13.7 kD, respectively, and detected proteins from the Plelc1 and Prkdc genes, whose largest isoform is 533.9 and 471.1 kD, respectively. We extrapolate that many of those proteins migrating unexpectedly in SDS-PAGE may be isoforms besides the WT protein. Moreover, we also detected a Cdk4 protein in this Cdk4-/- cell line, thus wondering whether some of other gene-knockout cells or organisms show similar incompleteness of the knockout.
中文翻译:
大约四分之三的小鼠蛋白质出乎意料地出现在SDS-PAGE的低位,通常为其他同种型,这质疑基因敲除细胞或生物体中是否已消除所有蛋白质同种型。
进化上复杂的基因组中的大多数基因都表达为多种蛋白质同工型,但是目前还没有任何简单的高通量方法来鉴定这些同工型。使用过度简化的自上而下的LC-MS / MS策略,我们在SDS-PAGE的26 kD位置附近检测了Cdk4-/-小鼠胚胎成纤维细胞系中782个基因产生的蛋白质。有趣的是,这782个基因中只有213个(27.24%,约四分之一)的蛋白质的理论分子量(TMM)小于或大于26 kD(即23至29 kD),设定范围为允许SDS-PAGE发生变化。这213种蛋白质被认为是野生型(WT)。其余的四分之三包括TMM小于23 kD的66个(9.44%)基因的蛋白质和TMM大于29 kD的503个基因(64.32%,近三分之二)的蛋白质;这些蛋白质由于它们出现在SDS-PAGE的较高或较低位置而分别分为较大的组或较小的组。例如,在这个26 kD的位置,我们检测到Rps27a,Snrpf,Hist1h4a和Rps25基因的蛋白质,其TMM分别为8.6、9.7、11.4和13.7 kD,并检测了Plelc1和Prkdc基因的蛋白质,其最大异构体分别为533.9 kD和471.1 kD。我们推断,在SDS-PAGE中意外迁移的许多蛋白质可能是WT蛋白以外的同种型。此外,我们还在此Cdk4-/-细胞系中检测到Cdk4蛋白,因此想知道是否其他一些基因敲除细胞或生物体显示出类似的敲除不完全性。因为它们出现在SDS-PAGE的较高或较低位置。例如,在这个26 kD的位置,我们检测到Rps27a,Snrpf,Hist1h4a和Rps25基因的蛋白质,其TMM分别为8.6、9.7、11.4和13.7 kD,并检测了Plelc1和Prkdc基因的蛋白质,其最大异构体分别为533.9 kD和471.1 kD。我们推断,在SDS-PAGE中意外迁移的许多蛋白质可能是WT蛋白以外的同种型。此外,我们还在该Cdk4-/-细胞系中检测到Cdk4蛋白,因此想知道是否其他一些基因敲除细胞或生物体也显示出类似的敲除不完全性。因为它们出现在SDS-PAGE的较高或较低位置。例如,在这个26 kD的位置,我们检测到Rps27a,Snrpf,Hist1h4a和Rps25基因的蛋白质,其TMM分别为8.6、9.7、11.4和13.7 kD,并检测了Plelc1和Prkdc基因的蛋白质,其最大异构体分别为533.9 kD和471.1 kD。我们推断,在SDS-PAGE中意外迁移的许多蛋白质可能是野生型蛋白质,而除了WT蛋白。此外,我们还在该Cdk4-/-细胞系中检测到Cdk4蛋白,因此想知道是否其他一些基因敲除细胞或生物体也显示出类似的敲除不完全性。并从Plelc1和Prkdc基因中检测到蛋白质,其最大同种型分别为533.9和471.1 kD。我们推断,在SDS-PAGE中意外迁移的许多蛋白质可能是WT蛋白以外的同种型。此外,我们还在该Cdk4-/-细胞系中检测到Cdk4蛋白,因此想知道是否其他一些基因敲除细胞或生物体也显示出类似的敲除不完全性。并从Plelc1和Prkdc基因中检测到蛋白质,其最大同种型分别为533.9和471.1 kD。我们推断,在SDS-PAGE中意外迁移的许多蛋白质可能是WT蛋白以外的同种型。此外,我们还在该Cdk4-/-细胞系中检测到Cdk4蛋白,因此想知道是否其他一些基因敲除细胞或生物体也显示出类似的敲除不完全性。
更新日期:2020-01-23
中文翻译:
大约四分之三的小鼠蛋白质出乎意料地出现在SDS-PAGE的低位,通常为其他同种型,这质疑基因敲除细胞或生物体中是否已消除所有蛋白质同种型。
进化上复杂的基因组中的大多数基因都表达为多种蛋白质同工型,但是目前还没有任何简单的高通量方法来鉴定这些同工型。使用过度简化的自上而下的LC-MS / MS策略,我们在SDS-PAGE的26 kD位置附近检测了Cdk4-/-小鼠胚胎成纤维细胞系中782个基因产生的蛋白质。有趣的是,这782个基因中只有213个(27.24%,约四分之一)的蛋白质的理论分子量(TMM)小于或大于26 kD(即23至29 kD),设定范围为允许SDS-PAGE发生变化。这213种蛋白质被认为是野生型(WT)。其余的四分之三包括TMM小于23 kD的66个(9.44%)基因的蛋白质和TMM大于29 kD的503个基因(64.32%,近三分之二)的蛋白质;这些蛋白质由于它们出现在SDS-PAGE的较高或较低位置而分别分为较大的组或较小的组。例如,在这个26 kD的位置,我们检测到Rps27a,Snrpf,Hist1h4a和Rps25基因的蛋白质,其TMM分别为8.6、9.7、11.4和13.7 kD,并检测了Plelc1和Prkdc基因的蛋白质,其最大异构体分别为533.9 kD和471.1 kD。我们推断,在SDS-PAGE中意外迁移的许多蛋白质可能是WT蛋白以外的同种型。此外,我们还在此Cdk4-/-细胞系中检测到Cdk4蛋白,因此想知道是否其他一些基因敲除细胞或生物体显示出类似的敲除不完全性。因为它们出现在SDS-PAGE的较高或较低位置。例如,在这个26 kD的位置,我们检测到Rps27a,Snrpf,Hist1h4a和Rps25基因的蛋白质,其TMM分别为8.6、9.7、11.4和13.7 kD,并检测了Plelc1和Prkdc基因的蛋白质,其最大异构体分别为533.9 kD和471.1 kD。我们推断,在SDS-PAGE中意外迁移的许多蛋白质可能是WT蛋白以外的同种型。此外,我们还在该Cdk4-/-细胞系中检测到Cdk4蛋白,因此想知道是否其他一些基因敲除细胞或生物体也显示出类似的敲除不完全性。因为它们出现在SDS-PAGE的较高或较低位置。例如,在这个26 kD的位置,我们检测到Rps27a,Snrpf,Hist1h4a和Rps25基因的蛋白质,其TMM分别为8.6、9.7、11.4和13.7 kD,并检测了Plelc1和Prkdc基因的蛋白质,其最大异构体分别为533.9 kD和471.1 kD。我们推断,在SDS-PAGE中意外迁移的许多蛋白质可能是野生型蛋白质,而除了WT蛋白。此外,我们还在该Cdk4-/-细胞系中检测到Cdk4蛋白,因此想知道是否其他一些基因敲除细胞或生物体也显示出类似的敲除不完全性。并从Plelc1和Prkdc基因中检测到蛋白质,其最大同种型分别为533.9和471.1 kD。我们推断,在SDS-PAGE中意外迁移的许多蛋白质可能是WT蛋白以外的同种型。此外,我们还在该Cdk4-/-细胞系中检测到Cdk4蛋白,因此想知道是否其他一些基因敲除细胞或生物体也显示出类似的敲除不完全性。并从Plelc1和Prkdc基因中检测到蛋白质,其最大同种型分别为533.9和471.1 kD。我们推断,在SDS-PAGE中意外迁移的许多蛋白质可能是WT蛋白以外的同种型。此外,我们还在该Cdk4-/-细胞系中检测到Cdk4蛋白,因此想知道是否其他一些基因敲除细胞或生物体也显示出类似的敲除不完全性。