磷酸化修飾蛋白質組學分析技術平臺首次搭建 突破研究瓶頸
【化工儀器網 項目成果】近日，廣東省農業科學院農業生物基因研究中心聯合加拿大約克大學、德國馬普分子植物生理研究所的研究團隊在Green Chemistry雜志發表一項研究成果。該團隊首次搭建全自動在線磷酸化蛋白質組學分析技術平臺，解決了磷酸化蛋白質組學研究的一大瓶頸。
蛋白質的磷酸化修飾是目前已知分布最為廣泛的翻譯后修飾。據估計，真核生物中有將近1/3的蛋白，能夠在任何時候被磷酸化。磷酸化修飾在許多生物過程中起著至關重要的作用，目前已知的作用包括但不限于調控細胞膜功能、調控細胞內信號轉導、調控轉錄過程、調控線粒體功能與能量代謝等。因此，磷蛋白和磷酸化位點的整體表征將有助于我們全面了解胞內代謝調控的分子機制。
液相色譜與串聯質譜聯用 (LC-MS/MS) 由于其高靈敏度和高通量能力，已成為綜合蛋白質組表征的強大工具。然而，由于磷酸肽豐度低、電離效率低以及非磷酸肽的信號抑制，通過 LC-MS/MS 直接表征全細胞消化物中的磷酸肽通常是不切實際的。因此，在當前的磷酸化蛋白質組學中，質譜 (MS) 分析之前的靶向富集是必不可少的。
目前，已經開發了多種用于磷酸肽富集的材料，但這些通常涉及復雜的制造過程和高化學品消耗。此外，磷酸肽的富集是離線的，需要多個手動步驟，從而使其成為一個繁瑣的工作流程，有機溶劑和塑料耗材的消耗量很大。隨著磷酸化蛋白質組學向大規模任務的發展，迫切需要開發一種分析性能優異的策略，同時滿足低試劑和耗材消耗的要求。
為解決這一問題，研究團隊合成了一種新型的可重復使用的磷酸化捕獲柱，用于在線富集磷酸肽，并進一步將其與商業nanoLC-MS/MS系統集成，建立了一個低成本、低浪費的自動化在線分析平臺。在軟件控制下，該平臺可自動連續富集和分析一批生物樣品中的磷酸肽，無需操作員干預。
它不僅獲得了高磷酸位點覆蓋率和重現性的結果，而且在表征具有不同磷酸化狀態的肽方面表現出色，從而促進了新磷酸位點的發現。更重要的是，可重復使用的pho-trap柱和納流裝置中的在線富集極大地有助于減少耗材、溶劑的消耗并節省磷酸化蛋白質組學研究中的勞動力。
研究人員表示，隨著磷酸化蛋白質組學向大規模研究的發展和低碳經濟的到來，這種用于磷酸化蛋白質組分析的自動化在線平臺有望在未來推動蛋白質磷酸化的研究。
(資料來源：中國科學報 )
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