定量蛋白质组学研究揭示知母可缓解2型糖尿病模型大鼠肝脏代谢异常

2型糖尿病（type 2 diabetes mellitus,T2DM）是一种在全球范围内广泛存在的代谢性疾病,不及时治疗可能会引发众多危及生命的并发症。肝脏代谢在糖尿病发生发展的过程中扮演着至关重要的角色。目前已有报道中药知母用于缓解胰岛素抵抗及糖尿病,但其能否缓解糖尿病中肝脏代谢的异常仍有待深入研究。因此,提取了高脂饮食和化学药物链脲佐菌素（streptozotocin,STZ）诱导的2型糖尿病大鼠模型、知母提取物处理的2型糖尿病大鼠模型、高脂饮食大鼠模型以及正常饮食大鼠对照组的肝脏蛋白,通过基于质谱的定量蛋白质组学串联质量标签（tandem mass tag,TMT）标记技术获得定量蛋白质组数据。利用生物信息学软件对各组数据进行层次聚类分析及主成分分析,并以P<0.05,差异倍数（fold change）>1.5作为阈值标准进行火山图分析,发现知母提取物治疗组相较未治疗组与正常对照组更接近,表明肝脏组织定量蛋白质组数据能够反映知母提取物对2型糖尿病大鼠模型的治疗效果。筛选获得了表达水平与知母提取物治疗密切相关的关键蛋白簇。利用在线网站分析蛋白簇的GO功能与KEGG通路,发现知母缓解2型糖尿病模型大鼠肝脏脂肪酸代谢异常可能与关键蛋白Ndufa6和Prkar2b的表达水平回调有关。     

蛋白质组学在去泛素化酶研究中的应用

泛素-蛋白酶体系统是细胞内蛋白质特异性降解的主要途径,参与并调控细胞周期、免疫应答、信号传递和DNA修复等真核生物体内几乎所有的生命活动。去泛素酶的存在使泛素化修饰成为可逆过程,保证了泛素系统及其相关生理过程的动态平衡,其表达紊乱也是诱发多种疾病的主要原因。对去泛素化酶进行系统、全面的研究是理解其作用机制并将其作为治疗药物靶点的前提。蛋白质组学技术的快速发展为系统深入研究去泛素化酶提供了条件,特别是在去泛素化酶的相互作用网络和底物特异性研究等方面发挥了独特的作用。因此,文中结合课题组研究工作,对去泛素化酶的分类及功能进行介绍并总结了蛋白质组学在去泛素化酶研究中的应用进展。     

p53蛋白磷酸化及其功能

p53作为最重要的抑癌基因之一,在肿瘤的发生发展中起着非常重要的作用。在正常条件下,p53的活性和蛋白水平在细胞内维持着一个较低的水平。当细胞感应应激,p53发生系列翻译后修饰,蛋白水平和活性发生改变,主要作为转录因子调控多种下游靶基因的表达,从而启动细胞周期阻滞、凋亡、衰老和分化等细胞学效应。p53的翻译后修饰在响应应激和启动p53参与相应的细胞学效应的过程中起着重要的作用。p53的磷酸化修饰是最常见的翻译后修饰,能够影响p53的稳定性及与反应元件的结合能力,从而调控p53的活性。现综述p53的功能结构域,p53最常见的不同位点的磷酸化修饰及其参与的细胞学效应,并阐释p53磷酸化在p53调控中的重要性和与疾病的相关性。     

泛素、泛素链和蛋白质泛素化研究进展

蛋白质泛素化是以泛素单体和泛素链作为信号分子,共价修饰细胞内其他蛋白质的一种翻译后修饰形式。不同蛋白质底物、同一底物的不同氨基酸修饰位点以及同一位点上泛素链连接方式的不同均可导致细胞效应的差异。蛋白质泛素化在真核细胞内广泛存在,除了介导蛋白质的26S蛋白酶体降解途径之外,还广泛参与了基因转录、蛋白质翻译、信号传导、细胞周期控制以及生长发育等几乎所有的生命活动过程。泛素链的形成及其修饰过程的任何失调均可导致生物体内环境的紊乱,从而产生严重的疾病。文中结合实验室研究,综述了泛素的发现历史、基因特点、晶体结构,特别是泛素链的组装过程、结构、功能以及与人类相关疾病关系的新进展,可为这些疾病的治疗靶点和药物靶标的研究提供思路。     

p62蛋白的分子功能及其在疾病中的研究进展

螯合体1(SQSTM1/p62)是一种选择性自噬接头蛋白,在清除待降解蛋白、维持细胞内蛋白质稳态中发挥重要的调控作用。p62蛋白具有多个功能结构域,介导与多种蛋白质发生相互作用进而精确调节特定的信号通路,从而将p62蛋白与氧化防御系统、炎症反应和营养感知等重要生命过程联系起来。研究表明p62的突变或者表达异常与多种疾病的发生发展过程密切相关,包括神经退行性疾病、肿瘤、感染性疾病、遗传性疾病以及慢性疾病等。本文综述了p62蛋白的结构特征、分子功能,并系统介绍其在蛋白质稳态和信号通路调控中的多种功能,总结了p62在疾病发生发展中的复杂性与多面性,以期为p62蛋白的功能与相关疾病研究提供参考。     

放线菌蛋白质组学研究进展

蛋白质是生理功能的执行者,是生命现象的直接体现者,蛋白质组学旨在阐明生物体全部或部分蛋白质在生命活动中的作用和功能。随着组学理论基础和技术方法的逐渐成熟,蛋白质组学的研究被提高到了前所未有的高度。放线菌与人类的生产和生活关系极为紧密,是产生抗生素和酶制剂的主要来源。近130多年的放线菌系统学研究和2001年模式菌株的全基因组测序,为功能基因组研究奠定了基础。与先前的基因组学和转录组学相比,放线菌蛋白质组学能更直接、更准确地解释生命现象,得到了快速发展,并受到研究者的高度关注。近年来放线菌蛋白质组学的研究主要包括复杂形态分化和发育过程、非凡的环境适应能力、与植物共生固氮、代谢机理及特殊功能、病原放线菌致病性和筛查天然产物等几个方向,为进一步促进放线菌蛋白质组学发展奠定了基础。     

小蘖碱抑制游离脂肪酸诱导小鼠肝实质细胞脂肪变性

目的:探讨小蘖碱(Berberine)对游离脂肪酸(free fatty acids,FFAs)诱导的小鼠肝实质细胞脂肪变性的影响。方法:胶原酶灌注分离BALB/c小鼠原代肝实质细胞并体外培养。分对照组,高脂组,高脂加小蘖碱处理组。体外测定细胞内甘油三酯的含量。利用油红染色观察细胞的脂肪样变性。通过Western印迹法检测肝实质细胞内MAPK相关信号通路磷酸化的变化。实时定量PCR检测肝实质细胞中与脂肪化密切相关的mi R-122的表达和相关靶基因的表达改变。结果:与高脂组比较,小蘖碱处理组肝实质细胞内甘油三酯含量降低,脂肪颗粒减少,脂肪变性明显改善,并具有明显的剂量效应,小蘖碱能够抑制FFAs诱导的JNK通路磷酸化。Q-PCR结果表明小蘖碱能够促进肝实质细胞内mi R-122的表达,并降低脂肪化相关基因Dgat2的表达。结论:小蘖碱能够显著改善高脂诱发的肝脂肪变性,抑制JNK通路磷酸化,其机制可能同mi R-122通路相关。     

基于BERT与Text-CNN的抗菌肽识别方法

抗菌肽(antimicrobial peptides,AMPs)广泛存在于生命体中,是一种具有广谱抗菌活性、免疫调节功能的小分子多肽。抗菌肽不易产生耐药性,适用范围广,具有极大的临床价值,是传统抗生素的有力竞争者。识别抗菌肽是抗菌肽研究领域中的重要研究方向,湿实验法在进行大规模抗菌肽识别时存在成本高、效率低、周期长等难点,计算机辅助识别法是抗菌肽识别手段的重要补充,如何提升准确率是其中的关键问题。蛋白质序列可以被近似地看作是由氨基酸组成的语言,运用自然语言处理(natural language processing,NLP)技术可能提取到丰富的特征。本文将自然语言处理领域中的预训练模型BERT和微调结构Text-CNN结合,对蛋白质语言进行建模,提供了开源可用的抗菌肽识别工具,并与已发表的5种抗菌肽识别工具进行了比较。结果表明,优化“预训练-微调”策略带来了准确率、敏感度、特异性和马修相关系数的整体提升,为进一步研究抗菌肽识别算法提供了新思路。     

结核分枝杆菌抗原蛋白的研究及其应用新进展

结核病(tuberculosis, TB)是由结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis, MTB)感染引起的慢性传染病,是仅次于正在暴发的新型冠状病毒肺炎(COVID-19)的第二大单一感染致死病因。COVID-19的大流行对TB的诊断及治疗造成了破坏性的影响,全球实现终结TB目标的进展偏离了轨道。因此,早诊断、早治疗依然是防控TB蔓延的关键。TB精准诊断一直受MTB抗原特异性、检测技术特异性和灵敏度的影响,因此亟需挖掘高特异性新抗原、开发新检测技术。随着蛋白质基因组学(proteogenomics)和质谱技术的快速发展,从临床体液、组织样本中高效、精准靶向检测MTB特异性已知、甚至新抗原的表达,以及监测治疗过程中的抗原表达量的动态变化,是TB诊断及治疗的发展趋势。在MTB标准菌株H37Rv的4 008个注释基因中(NC＿000 962.3, NCBI),国内外报道的已注释抗原虽有140多个,但仅有极少的抗原应用于TB的筛查及辅助诊断,离世界卫生组织(World Health Organization, WHO)的诊断标准尚远。本文通过对MTB已报道抗原以及基...     

K6非典型泛素化修饰研究进展

泛素化是一种存在于真核生物内的蛋白质翻译后修饰,介导了蛋白质的特异性降解与信号转导,参与了诸多生命过程的调控进而影响着机体方方面面的功能。泛素化网络的紊乱和失衡是导致人类严重疾病的重要原因。泛素分子可以形成8种不同拓扑结构的同质泛素链,其丰度和功能差别巨大。目前,丰度较高的K48及K63经典泛素链的修饰底物较多、功能研究相对充分,而其他非典型泛素链的含量低、研究相对较少,但是诸多证据表明非典型泛素链在细胞内发挥着重要的调节功能。K6泛素链是一种重要的非典型泛素链,与K48链相似,具有紧密的空间结构。目前研究发现K6泛素链在DNA损伤修复、线粒体质量控制等过程中发挥重要调节功能,在肿瘤发生、发展以及帕金森疾病的致病过程中有着重要的作用。目前,由于缺乏特异性的K6泛素链抗体和有效的富集手段,导致K6泛素链修饰的底物、调控机制研究相对较少,诸多调控过程和功能有待进一步深入研究。本文系统综述了K6非典型泛素链的结构特征、调控机制以及相关的生物学功能与疾病,为K6泛素链的功能研究提供参考。