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編輯注 | 我們一直致力于打造蛋白質組學領域最自由的學術交流平臺,專家視界是我們的一次嘗試。我們會不定期邀請領域內的專家與學者,或分享他們的見解、體驗和對未來的展望,內容涉及科研、臨床、運用等蛋白質組學各個方向,歡迎關注!本文經授權轉載自徐旭東科學網博客,分享一段關于:微藻,南極和“青稞”的科學故事。原文 | 徐旭東 (中科院水生生物研究所研究員)提示:愛好生物學的可從第一段讀起,愛好“青稞”(青科)靚照和辛酸故事的請直奔最后部分。如果你看多了那些神人神操作的故事,或許在我們普通人之間對于科研和職業精神的樸實理解更有惺惺相惜的感覺。地球上最冷的區域當數南極大陸。那里最低氣溫可達到-89.2℃,約有99.8%的面積被平均2公里厚的冰層覆蓋(圖1)。雖然如此,在沒有冰蓋的區域地表溫度常年在-35℃~ 5℃范圍內波動。南極的動植物生活在有季節性融水的無冰蓋區域,而微藻和其他微生物則不僅生活于這些區域,還能生活于雪地、海冰和封存于冰蓋之下的湖泊之中。南極與其他大陸的動植物群落相互隔絕,但是其他大陸的微生物卻可以通過大氣層流等途徑達到南極。圖1. 南極正面觀。一些山脊(右上角圖)和海岸帶(右下角)有裸露的陸地(網絡下載圖片)南極為何如此寒冷?在地質史上,南極是從岡瓦納大陸分離出來的。約在3400萬年到3300萬年前,CO2濃度和氣溫驟降,冰層覆蓋南極。約2300萬年前,南...
發布時間: 2019 - 12 - 30
食管鱗狀細胞癌(Esophageal Squamous Cell Carcinoma, ESCC),是發生于食管,向鱗狀上皮分化的惡性腫瘤,占食管癌的絕大多數。預防措施不足和治療技術不足導致五年生存率低下,迫切需要新的藥物用于ESCC的預防或治療。阿托伐他汀(Atorvastatin)是他汀家族的成員,是甲羥戊酸途徑中3-羥基-3-甲基戊二酰輔酶A(HMG-CoA)還原酶的抑制劑,已被用于降低膽固醇水平。越來越多的證據顯示,他汀類藥物還可以降低癌癥的發病率。但是,他汀類藥物的抗腫瘤機制尚未完全闡明。近日,鄭州大學基礎醫學院劉康棟教授在國際知名學術期刊Aging在線發表最新研究成果,研究證實了阿托伐他汀可抑制PDX模型中ESCC腫瘤的生長,并進一步運用蛋白質組學和磷酸化組學(景杰生物提供),深入闡釋了阿托伐他汀抑制食管鱗狀細胞癌細胞增殖的潛在機理。阿托伐他汀可抑制Ras信號通路、cAMP和Rap1信號通路。磷酸化蛋白質組結果表明,阿托伐他汀治療后ERKT185 / Y187,CDK1T14和BRAC1S1189磷酸化介導的Th17細胞分化,Gap連接和鉑類藥物耐藥途徑被下調。1阿托伐他汀抑制ESCC細胞增殖為了評估阿托伐他汀對ESCC生長的影響,研究者用不同濃度的阿托伐他汀處理了KYSE150和KYSE450細胞。結果表明,阿托伐他汀顯著減弱了ESCC細胞的生長,而對正常食...
發布時間: 2019 - 11 - 27
翻譯后修飾(Post-translational modification, PTM)是指蛋白質在翻譯后的化學修飾,越來越多的研究發現,許多重要的生命活動不僅與蛋白質的豐度相關,更重要的是被各類PTM所調控。隨著表觀遺傳學與生物學領域的深入研究,一系列新的酰化類型,如丙酰化、丁酰化、巴豆酰化、琥珀酰化、丙二酰化、戊二酰化、二羥基異丁酰化、三羥基丁酰化、苯甲酰化、乳酸化等被陸續發現,廣泛地存在生物體內,與炎癥、代謝疾病、腫瘤等疾病密切相關,極大的擴展了人們對代謝調控、信號轉導等生命活動的認識。賴氨酸丙酰化(Lysine Propionylation,Kpr)是一種可逆的、廣泛分布的翻譯后修飾類型,在真核生物和原核生物中均起重要的調控作用。已有研究報道賴氨酸丙酰化在細菌的整體代謝調控網絡和代謝酶的活性中起重要作用【1】,并且可能與精子生成與精子功能的發揮密切相關【2】,然而,賴氨酸丙酰化在光合有機體中的程度和功能尚不清楚。近日,中國科學院水生生物研究所的葛峰研究團隊在國際專業學術期刊International Journal of Molecular Sciences上發表了丙酰化修飾最新研究成果。研究首次對丙酰化在光合作用生物——藍藻中的調控功能展開研究,揭示了丙酰化修飾新的生物學功能:參與光合作用和新陳代謝調控,為丙酰化調控的功能范圍提供了新的見解。1鑒定Synechoc...
發布時間: 2019 - 11 - 27
種子萌芽是一個復雜的生理過程,從攝取水分開始到胚軸延伸結束,在此過程中,種子的胚細胞會經歷從靜息代謝到活躍代謝狀態的程序性轉變。水稻(Oryza sativa)是植物研究中的經典模式生物,針對水稻種子萌芽已經在轉錄組,代謝組和蛋白組水平上進行了深入研究,但是該過程中的翻譯后修飾研究目前還不是很多。泛素化是一種普遍存在的翻譯后修飾(PTM),它指的是由泛素激活酶(E1),泛素結合酶(E2)和泛素連接酶(E3)依次催化并最終將泛素(Ub)結合到其底物上來發揮功能。泛素化修飾可以通過調節蛋白的轉運、活性和降解等功能來協調植物幾乎所有的生長和發育過程。2019年11月2日,湖北大學生命科學學院生物催化與酶工程重點實驗室楊平仿教授在Plant Journal上發表題為Quantitative Ubiquitylomics Approach for Characterizing the Dynamic Change and Extensive Modulation of Ubiquitylation in Rice Seed Germination的論文,研究者對水稻種子萌芽過程中的泛素化修飾組以及蛋白組進行研究,找到關鍵調控通路并進行驗證。本篇研究不僅揭示了水稻種子萌芽過程中泛素化以及蛋白組的調控,更擴展了我們對種子萌發過程中這一關鍵翻譯后修飾的理解。景杰生物作為共同署名單位之一,參與了其中...
發布時間: 2019 - 11 - 13
弓形蟲(Toxoplasma gondii)是一種能夠感染所有溫血動物的細胞內寄生蟲,它所引起弓形蟲病是世界上最普遍的人畜共患病之一。弓形蟲主要侵入有核細胞,直接造成大量細胞溶解和組織功能障礙,因此給免疫系統受損的病人和接受免疫抑制治療的病人帶來巨大威脅。此外,弓形蟲還能穿過胎盤屏障,嚴重威脅孕婦和新生兒健康。早期研究發現,蛋白質翻譯后修飾(PTM)廣泛存在于弓形蟲體內,通過調控蛋白質的結構和功能影響弓形蟲的增殖,運動和致病力。2019年11月,沈陽農業大學陳啟軍教授課題組在蛋白質組學Top期刊Molecular & Cellular Proteomics上以封面文章的形式在線發表了題為Global lysine crotonylation and 2-hydroxyisobutyrylation in phenotypically different Toxoplasma gondii parasites的論文。作者利用兩種具有不同增殖模式和致病性的弓形蟲蟲株(RH和ME49),繪制出迄今為止最全面的弓形蟲賴氨酸巴豆酰化和2-羥基異丁酰化修飾圖譜。研究者發現致病力強、繁殖快的弓形蟲蟲株(RH)發生修飾的水平明顯高于致病力弱、繁殖慢的弓形蟲蟲株(ME49),提示蛋白質翻譯后修飾在蟲株致病力調控中發揮著重要作用。該研究不僅加深了研究者對人畜共患弓形蟲病分子調控機制的理解,并且...
發布時間: 2019 - 11 - 01
阿爾茨海默癥(AD)是一種起病隱匿的進行性發展的神經系統退行性疾病,沒有治愈的方法,也沒有預防或逆轉其癥狀的藥物,因此揭示疾病早期的生理分子變化,對阿爾茨海默癥的預防與認知尤其重要。星形膠質細胞,在神經元之間清除β淀粉樣蛋白(Aβ),但如果清除過程出錯,淀粉樣蛋白堆積在神經元周圍,導致形成典型的淀粉樣蛋白斑塊和神經細胞退化,這是阿爾茨海默癥的重要病理特征。然而,其確切的潛在分子機制仍有待闡明。近日,清華大學深研院張雅鷗教授團隊于國際專業學術期刊Cellular and Molecular Life Sciences(IF=7.014)發表最新成果,研究揭示了乙酰化和巴豆酰化在NEAT1介導的基因表達調控中的不同作用,為NEAT1在基因表達和AD病理學中的表觀遺傳調控機制提供了依據。該研究中的乙酰化與巴豆酰化修飾檢測定量由景杰生物提供了技術支持。NEAT1( Nuclear Paraspeckle Assembly Transcript 1 ) 是一種長約3.2kb的長鏈非編碼RNA(lncRNA),它主要富集于細胞核中,是形成與維持細胞核亞結構paraspeckle的關鍵非編碼RNA。目前,NEAT1已被證明參與了許多疾病的發展過程,如黃體形成、乳腺發育、癌癥、病毒感染和自身免疫性疾病。此外,神經退行性疾病(如亨廷頓氏病和多發性硬化癥)也存在NEAT1失調。但是,NEAT...
發布時間: 2019 - 08 - 30
S-亞硝基化(S-nitrosylation)是一種基于氧化還原的蛋白質翻譯后修飾,可調節多種生理和病理過程。類似于其他翻譯后修飾,S-亞硝基化可通過改變蛋白構象,穩定性,亞細胞定位,生物化學活性和蛋白質-蛋白質相互作用的來調節蛋白的功能。一氧化氮(NO)是涉及動植物的各種發育過程和應激反應的關鍵信號分子,NO的主要生物活性通過S-亞硝基化反應將NO基團共價加到蛋白質的活性半胱氨酸巰基上形成S-亞硝基硫醇來實現。在高等植物對生物脅迫和非生物脅迫響應中,活性氧(ROS)和NO的爆發及其相互調節對于早期信號傳導至關重要,其中S-亞硝基化已經顯示出調節參與ROS穩態的關鍵酶的活性。S-亞硝基化和脫亞基化的動態過程主要由細胞內S-亞硝基谷胱甘肽(GSNO)的水平調節,GSNO可以被高度保守的GSNO還原酶(GSNOR)不可逆轉地降解。2019年7月,山東農業大學史慶華教授課題組在國際權威期刊Plant and Cell Physiology發表了題為:Unravelling GSNOR-mediated S-nitrosylation and multiple developmental programmes in tomato plants的最新研究成果。圖1. GRNOR介導的番茄植株發育作者運用蛋白質組學、S-亞硝基化修飾組學技術結合相應的生理生化實驗方法,獲得GSNOR介導的表型和...
發布時間: 2019 - 08 - 05
2019年7月23日,蛋白質組學top期刊Mol Cell Proteomics發表了中國科學院上海生物科學研究所植物生理與生態研究所趙國屏院士、趙維研究團隊琥珀酰化修飾組學的文章,研究揭示了ScCobB2介導的鏈霉菌蛋白質合成和碳代謝調控機制。在本文的土壤鏈霉菌模型中,研究人員用生物化學方法將sirtuin樣蛋白ScCobB2定義為去琥珀酰化酶。將?ScCobB2與野生型菌體通過LC-MS/MS分析,結果表明在?ScCobB2細胞中至少有114個蛋白存在明顯的高琥珀酰化修飾調控,涵蓋蛋白生物合成和碳代謝兩種主要途徑。此研究首次在細菌中發現了一種特異性的去琥珀酰化酶,并證明其在S. coelicor的多個生物學過程中具有關鍵的調控作用,為后續在其他微生物中琥珀酰化調控的研究奠定了基礎。景杰生物為該文章的合作單位。蛋白質翻譯后修飾(PTM)在細胞進程調控中扮演至關重要的角色,通過改變蛋白質的性質,如結構、穩定性、復雜的形成或酶活性而發揮作用。蛋白質中的20種氨基酸,賴氨酸是最常見的共價修飾的目標之一,可發生諸如泛素化,乙酰化,丙酰化, 丙二酰化, 巴豆酰化等修飾。通過這些修飾,含有賴氨酸的蛋白調控作用被大大拓寬。作為一個在真核生物中最近發現的蛋白質翻譯后修飾,賴氨酸琥珀酰化修飾吸引了越來越多的關注,其功能涉及一些重要的細胞進程包括分解代謝,β-氧化和生酮作用。然而,由于在微...
發布時間: 2019 - 08 - 05
組蛋白是染色質基本結構核小體的重要組成部分,組蛋白上發生的多種諸如甲基化、乙酰化、磷酸化、巴豆酰化、琥珀酰化等修飾在腫瘤發生、個體發育、衰老等多種生理病理過程中都發揮著關鍵調控作用,是表觀遺傳學研究的核心熱點。目前已報到的組蛋白修飾位點以及種類已經超過了400種。對組蛋白修飾的深入研究也越來越多的揭示組蛋白修飾在多種調控場景中的重要作用。2019年3月,Nature報道了來自美國西奈山醫學院研究者關于組蛋白新型修飾5-羥色胺化,揭示了神經遞質5-羥色胺能夠進入細胞核使組蛋白發生5-羥色胺化,進而調控基因表達。 同月,Nature雜志報道了洛克菲勒大學David Allis教授團隊聯合普林斯頓大學Tom W. Muir教授團隊在致癌組蛋白(oncohistone)方面的工作,揭示了完整的人類致癌組蛋白突變譜。證明了組蛋白序列點突變與腫瘤發生的關聯。 對于組蛋白修飾的研究,在過去的20多年中,研究者應用LC-MS/MS生物質譜等不同的方法發現了組蛋白上超過20余種的修飾類型的存在;這些修飾不僅存在于組蛋白的游離N端,同時也有在組蛋白核心內部區域的位點被報道有修飾的發生,這些修飾通過直接或間接的方式影響染色質結構并招募特定的染色質結合蛋白實現基因表達調控。日前,來自上海科技大學的高冠軍課題組與清華大學戴俊彪課題組共同在國際知名期刊Developmental&...
發布時間: 2019 - 08 - 05
近日,New Phytologist( IF=7.299 )在線發表了浙江大學園藝系盧鋼教授團隊和澳大利亞Newcastle大學環境和生命科學學院阮勇凌教授團隊合作的最新研究成果Evidence for a specific and critical role of mitogen-activated protein kinase 20 in uni-to-binucleate transition of microgametogenesis in tomato。該研究發現SIMPK20在花粉發育單核到雙核的的轉化過程發揮重要功能,其中蛋白質組學技術為揭示具體的調控機制提供分析基礎。絲裂原活化的蛋白激酶(MAPKs)調節植物生長的各個環節,然而其在植物生殖發育過程中的潛在功能現在知道的還不是很清楚。本篇文章針對SIMPK20這種植物特異性的D型MAPK展開研究。研究者首先運用CRISPR/Cas9或RNAi技術敲除或敲低SIMPK20,研究結果表明花粉的生存能力受到顯著抑制。進一步轉錄組和蛋白組分析發現SIMPK20敲除后顯著減少番茄中控制糖和生長素代謝的蛋白表達并且擾亂了花粉發育過程中單核到雙核的轉化。野生型 (WT) 和 CR-9 型番茄雄蕊中DEGs的表達分析最后研究者通過蛋白-蛋白互作分析證明SIMPK20可能通過調控下游蛋白SIMYB32來促...
發布時間: 2019 - 06 - 24
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