速读摘要

无针对性的方法常用与发现新的蛋白,但是需要的样品量比较大,分析时间更长并且样品间·的可重复性较差。近些年定量技术的发展帮助我们更好的实现针对性的质谱分析。在9种组织中白色脂肪组织(WAT)中有59种蛋白的含量发生了明显的改变,这意味着WAT在机体适应衰老的过程中起到了重要的作用。在这59种蛋白中,文章观察到炎症相关的蛋白数目大部分都有所上调,而电子传递链的组成蛋白则普遍的下调。主成分分析(PCA)的结果显示在WAT和肝脏等组织中蛋白的变化是更为明显的,尤其是在WAT中。

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PNAS | 衰老过程中代谢通路的蛋白质组学

原创王初课题组CW 王初课题组

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蛋白质组学

      大家好,本周为大家推荐一篇来自PNAS上的文章,文章的通讯作者是来自哈佛医学院的Steven Gygi教授,他致力于开发新的质谱技术和分析工具。

 

      蛋白质组学可以被分为无针对性的方法和针对性的方法。无针对性的方法常用与发现新的蛋白,但是需要的样品量比较大,分析时间更长并且样品间·的可重复性较差。有针对性的质谱方法常用与比较不同状态样品中的蛋白变化。近些年定量技术的发展帮助我们更好的实现针对性的质谱分析。利用TMT多重标记技术可以实现二维multiplexing。再结合三级质谱可以实现更为精准的定量。作者之前就基于TMT标记和三级质谱开发了一个可以实现蛋白精确定量的方法TOMAHAQ,但是这一方法运算极为复杂。这篇文章就是对这一算法进行了优化并测试了优化后的性能,进行了实际上的定量分析。

 

      文章首先对之前的算法进行了优化,通过在合成的标肽上连接一个超级重的TMT标记来防止在二级和三级质谱定量时质量会出现干扰。文章接着选取了HCT116,293T和MCF7对这一方法进行检测。文章针对77个目标激酶合成了154条测试肽。他们发现改进后的方法运算速度更快,并且在二级谱定量的过程中他所能容忍的质量差也更为广阔,信噪比也很高。为了测试正交性他们对同一份样品进行了分级处理的三级质谱定量分析,得到的结果与新方法得到的结果一致性很高,证明了这一方法的可行性。

 

      接着他们尝试用这个方法研究较为复杂的体系,他们收集了来自五只年幼小鼠进而五只年老小鼠的9种组织,对其中的260种蛋白设计了520条多态,并包含了各种带电形式总计检测了1000多种前体。实验结果显示在9中组织中大部分检测蛋白的MS3离子注射时间都达到了最大的5s,这说明这些蛋白的丰度都很小。在9种组织中白色脂肪组织(WAT)中有59种蛋白的含量发生了明显的改变,这意味着WAT在机体适应衰老的过程中起到了重要的作用。在这59种蛋白中,文章观察到炎症相关的蛋白数目大部分都有所上调,而电子传递链的组成蛋白则普遍的下调。这些都是与衰老过程相吻合的。

 

      接着文章将Tomahaq方法与之前的SPS-MS3方法在蛋白组学的层面进行了对比,结果显示tomahaq能够定量到更多的目标蛋白,定量的结果也更加的一致。

 

      最后文章研究了tomahaq得到的非针对性的蛋白质组学数据,他们希望了解从整体数据上看是否能够区分年幼的小鼠和年老的小鼠。主成分分析(PCA)的结果显示在WAT和肝脏等组织中蛋白的变化是更为明显的,尤其是在WAT中。因此文章在WAT中进行了基因组富集分析,经过筛选后34组基因被选择出来。在这其中,溶酶体,吞噬体和炎症相关的基因组被上调而氧化磷酸化,三羧酸循环,剪切体和核糖体等相关的基因组出现了下调。

 

       总而言之,文章开发了一种更为快捷准确的针对性蛋白质组学质谱方法,并利用这种方法对衰老过程中的蛋白质组进行了研究,结果显示在衰老过程中,白色脂肪组织中的蛋白丰度发生了较大的变化,这意味着白色蛋白组织在衰老过程中起到了重要作用。

 

本文作者:LZH

文章地址:https://www.pnas.org/content/117/18/9723.long

文章引用:10.1073/pnas.1919410117/-/DCSupplemental

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