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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
2019年6月,國際專業學術期刊 Science of the Total Environment(IF =4.610)在線發表了山東農業大學王金信教授團隊題為Unravelling mesosulfuron-methyl phytotoxicity and metabolism-based herbicide resistance in Alopecurus aequalis: Insight into regulatory mechanisms using proteomics的最新研究成果。文章通過蛋白質組學+靶向蛋白質組學PRM驗證等方法,揭示了作物生產中雜草植物對除草劑耐藥性的機制,為農業領域提高作物產量提供一定的指導意義。 雜草植物對全世界的作物生產帶來了嚴重的威脅,其進化出的非靶向位點依賴的抗性(NTSR)是一種研究較少的多基因特征,使得雜草植物對于除草劑具有非常強的抗性。已有的研究表明細胞色素P450s能提高甲基二磺隆(Mesosulfuron-methyl)這種高效除草劑的代謝速率進而可能在NTSR 中發揮作用,但更深入的機制現在知道的并不多。山東農業大學王金信教授團隊運用iTRAQ蛋白質組學定量技術針對沒有抗性和有抗性的看麥娘這種雜草進行研究,差異蛋白分析結果表明除草劑會造成雜草植物在光合作用、氧化還原平衡等過程的損傷。相比之下,抗...
發布時間: 2019 - 06 - 21
近日,蛋白質組學Top期刊Mol Cell Proteomics發表了福建農林大學林向民教授團隊琥珀酰化修飾組學的文章,研究揭示賴氨酸琥珀酰化修飾在著名的魚類病原體——嗜水氣單胞菌的生理調控機制。蛋白琥珀酰化修飾組學分析結果表明,琥珀酰化修飾參與多種代謝途徑和生物過程,包括翻譯、蛋白運輸和中心代謝途徑等,在s -核糖同型半胱氨酸裂解酶 (LuxS) 賴氨酸的K23和K30位點琥珀酰化正調控群體感應自誘導因子AI-2的產生,最終改變其與另一病原體溶藻弧菌的競爭力。文章通過對嗜水氣單胞菌琥珀酰化修飾組學的分析,更全面地了解琥珀酰化修飾變化蛋白對重要生理功能,將有助于預防和治療這一重要病原體。文章的第一作者是姚祖杰博士,景杰生物為該研究的蛋白質琥珀酰化修飾質譜檢測提供了技術支持。 眾所周知,大多數蛋白質的翻譯后修飾(PTMs)是動態的、可逆的,對調節各種生物體的細胞生理和病理至關重要。在不同種類的細菌中發現了許多不同的PTMs,包括磷酸化、糖基化、亞硝基化和酰化。其中賴氨酸酰化修飾是細菌中最重要的PTMs之一。與真核生物蛋白一樣,細菌賴氨酸琥珀酰化(Ksucc)在進化上是保守的,并參與核心代謝途徑,包括三羧酸(TCA)循環、糖酵解和丙酮酸代謝。因此,對生物體內Ksucc的全面鑒定對于理解不同生理條件下的基本生物活動和反應機制至關重要。雖然PTM譜已被鑒定為某些細菌種類...
發布時間: 2019 - 06 - 10
泛素化是一種常見的翻譯后修飾類型(PTM),目前研究較多的是賴氨酸K48 位點的泛素化,能夠標記受損或錯誤折疊的蛋白質,隨后通過蛋白酶體進行降解。此外,其他賴氨酸殘基如K63位點的泛素化,則主要介導細胞內信號事件,包括通過自噬的線粒體蛋白質周轉更新、蛋白質亞細胞定位和轉錄調節。之前有關蛋白質泛素化的研究主要集中在半衰期較短的蛋白質上;而泛素化對長半衰期蛋白質(LLPs)的影響以及對成年人壽命的調節作用尚不清楚。2019年5月21日,來自中國科學院生物與化學交叉研究中心的張耀陽課題組與劉南課題組在國際知名期刊Nature Communications上在線發表了與衰老相關的泛素化蛋白質組學研究成果。作者繪制出果蠅成體的體細胞組織和生殖組織中長半衰期蛋白質的全景圖,并證實了H2A泛素化水平的降低,會顯著延長果蠅的壽命和健康生存期。該項研究不但發現H2A泛素化是一種進化上保守的衰老標志物,同時還將表觀遺傳調控與衰老聯系起來,為進一步揭示衰老相關疾病或生理性衰退的分子機制,提供可靠的理論依據。作者首先通過哺乳動物穩定同位素標記(SILAM)技術,對不同年齡段的果蠅組織(頭部、肌肉和睪丸)中的長半衰期蛋白質組,進行了準確的定性和定量 (圖1a)。結果顯示蛋白質組的表達水平呈現年齡依賴型變化,并且年輕個體和年老個體具有不同的蛋白質周轉更新率(圖1b)。肌肉、頭部和...
發布時間: 2019 - 05 - 31
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