病毒蛋白质组学: 病毒学研究前沿

病毒寄生于宿主细胞中, 需要不断地适应和改变宿主的环境. 它们能够编码多种多功能蛋白质, 这些蛋白能与宿主蛋白发生一系列的相互作用以完成病毒的各种功能. 迄今, 尽管许多病毒的基因组已测序完成, 但由于受到病毒影响而发生相应改变的宿主蛋白组、宿主蛋白翻译后修饰, 以及蛋白酶剪接过程还未被完全阐明. 近年来新兴的高通量技术, 如基于质谱技术的定量或半定量蛋白组方法, 已被广泛应用于病毒宿主相互作用的研究中, 且有望在上述领域取得突破性进展. 本综述主要探讨蛋白质组学研究中的病毒颗粒蛋白质组学, 病毒结构蛋白质组学和病毒影响的宿主蛋白质组学等病毒蛋白质组学中的前沿领域.     

蛋白质组学研究

目前,蛋白质组学已从早期用双向电泳和凝胶蛋白鉴定进行蛋白质表达谱研究扩展到蛋白质研究的几乎所有方面,如蛋白质相互作用、翻译后修饰、蛋白质结构和蛋白质胞内移位等,可以理解为大规模研究蛋白质相关问题的学科。     

生物质谱技术在蛋白质组学研究中的应用

随着技术的进步,蛋白质组学的研究重心由最初旨在鉴定细胞或组织内基因组所表达的全部蛋白质转移到从整个蛋白质组水平上阐述包括蛋白翻译后修饰、生物大分子相互作用等反映蛋白质功能的层次。多种质谱离子化技术的突破使质谱技术成为蛋白质组学研究必不可少的手段。质谱技术联合蛋白质组学多角度、深层次探索生命系统分子本质成为现阶段生命科学研究领域的主旋律之一。本文简要综述了肽和蛋白质等生物大分子质谱分析的原理、方式和应用,并对其发展前景做出展望。     

哺乳动物精子磷酸化蛋白质组学研究进展

蛋白质的表达、修饰及相互作用的研究已成为后基因组学时代蛋白质组学中的重要内容。蛋白质磷酸化和去磷酸化作为最普遍的翻译后修饰之一,是精子细胞信号转导和酶调控、表达的主要分子机制,亦是精子、卵细胞信号识别及完成受精作用的关键环节。对精子磷酸化蛋白功能的研究有助于深入理解精子的获能、超激活运动的维持、发生顶体反应及精卵结合等受精过程的分子调控机理。对哺乳动物精子磷酸化蛋白质组学的研究进展,包括动物精子磷酸化蛋白质组学研究的技术方法、磷酸化蛋白质种类的鉴定、定量及其功能分析进行了综述,为进一步发掘与受精相关的重要生物标志物,揭示精子发育、繁殖潜能变化及受精分子机理奠定基础。     

精子发生过程中翻译后修饰的蛋白质组学研究进展

精子发生由一系列多阶段、复杂的生物学事件所组成,受到多因素的调控。精子发生过程存在翻译延迟的现象,因此转录和蛋白表达水平变化不完全一致。蛋白质的翻译后修饰作为蛋白质功能的重要调控方式,在精子发生过程中起着重要调控作用。近年来,蛋白质组学(proteomics)的发展促进了蛋白质翻译后修饰的解析和功能研究。本文综述了精子发生过程中多种翻译后修饰的蛋白质组学研究进展,并讨论了它们在精子发生、精子功能和男性生育能力中的作用以及它们在未来临床诊疗中的价值。     

翻译后修饰蛋白质组学研究的技术策略

 蛋白质组学早期研究的绝大部分工作是在关注细胞不同生长时期或是疾病、分裂素刺激下的蛋白质表达水平变化.然而,许多至关重要的生命进程不仅由蛋白质的相对丰度控制,更重要的是被那些时空特异分布的可逆翻译后修饰控制的,揭示翻译后修饰发生规律是理解蛋白质复杂多样的生物功能的一个重要前提.由于翻译后修饰蛋白质在样本中含量低且动态范围广,其相关研究极具挑战性,亲和富集、多维分离等技术与生物质谱的结合为翻译后修饰蛋白质组学的发展提供了契机,目前,已进行规模化研究的蛋白质翻译后修饰主要有四大类,其中磷酸化和糖基化研究较多.本文针对大规模翻译后的修饰蛋白质的分析策略和技术路线,如蛋白质的磷酸化修饰, 糖基化修饰, 泛素化修饰,基于蛋白质氧化还原状态进行的氧化还原修饰和其它修饰像乙酰化、甲基化、脂基化修饰等进行了综述.     

衣康酸修饰的化学蛋白质组学分析

衣康酸是近年来被发现的参与到病原体-宿主相互作用中的炎症调控代谢物。衣康酸由于其亲电性可以共价修饰蛋白质中的半胱氨酸，从而调控底物蛋白的功能并介导其在巨噬细胞中的抗炎活性。目前，科学家们利用化学蛋白质组学技术大规模地鉴定了巨噬细胞与病原菌中的衣康酸修饰蛋白及位点，揭示了衣康酸修饰在糖酵解、细胞死亡和炎性小体活化等过程中的重要调控作用。现就衣康酸修饰生物学功能及其化学蛋白质组学分析方法的研究进展进行综述，并对该领域的研究难点进行探讨和展望。     

蛋白质组学在病毒学研究中的应用

病毒入侵宿主细胞后,导致宿主产生一系列复杂的变化。探索病毒-宿主的相互作用为预防和治疗病毒感染的研究提供重要线索。近年来,以质谱（Mass spectrometry, MS）为核心的蛋白质组学已经为病毒学的发展做出了巨大贡献。新型冠状病毒（SARS-CoV-2）、猴痘病毒（Monkeypox virus, MPXV）以及其它病毒的出现,使得对病毒蛋白质的分子功能及感染后宿主蛋白质组的深入探索更加迫切。本文综述了应用不同蛋白质组学方法来阐明病毒蛋白质的组成、病毒-宿主蛋白质相互作用、宿主蛋白质组的改变以及感染诱导的翻译后调控方面的现状。并讨论蛋白质组学与其他组学联用的策略,总结了蛋白质组学的限制和优势,为寻找病毒感染生物标志物、抗病毒药物靶点提供新的思路。     

蛋白质组学在信号转导研究中的应用

新近发展起来的蛋白质组学高通量技术引入到信号转导通路研究中,产生了一个新的研究领域：信号转导蛋白质组学。其作为功能蛋白质组学的一个重要组成部分,以研究信号转导通路以及其中的信号分子改变的蛋白质组学。克服了传统地针对单条信号转导通路以及其中的单个信号分子研究策略的局限性,能够在一次实验中系统地研究多条信号转导通路中的蛋白质一蛋白质间的相互作用、蛋白质磷酸化等翻译后修饰和下游靶蛋白的改变,有助于全面阐述信号转导通路,已成为一个新的研究热点。     

水稻蛋白质组学研究进展

蛋白质组是一个基因组所表达蛋白质的总称,研究内容包括蛋白质基本氨基酸序列的鉴定到相关性状、修饰、功能及不同类型蛋白分子相互作用等等。本文简要介绍了蛋白质组学的产生背景,以及主要研究技术包括双向电泳(2D-PAGE)质谱、蛋白质芯片、酵母双杂交,并重点介绍了近期水稻蛋白质组学应用研究进展。