蛋白质组学

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棕榈酰化蛋白组学

棕榈酰化蛋白组学

  • 所属分类:特殊蛋白质组学
  • 浏览次数:
  • 发布日期:2021-08-10 15:48:41
  • 产品概述
  • 案例解析

棕榈酰化修饰是一种最普遍且可逆的蛋白质翻译后脂质修饰的重要形式,是调控蛋白质的转运、稳定、定位和功能的重要机制,同时,棕榈酰化修饰还参与多种细胞生物学进程,与许多疾病的发生发展密切相关。


技术介绍

蛋白质棕榈酰化修饰有为两种类型:

(1)半胱氨酸的S端通过不稳定的硫酯键连接到Cys,较为常见且可逆;

(2)半胱氨酸额N端通过稳定的酰胺键连接到Cys和Gly,不可逆。所以棕榈酰化修饰通常指的是S-棕榈酰化。

依赖ABE方法(酰基-生物素基交换化学)从复杂蛋白中纯化鉴定棕榈酰化蛋白(即S-酰化蛋白)。先用N-乙基马来酰亚胺(NEM)封闭游离的硫醇,再用羟胺(HA)切断半胱氨酸-棕榈酰硫酯的键,最后用与巯基反应的生物素标记试剂标记由HA切割后新暴露的硫醇,从而鉴定出棕榈酰化修饰的蛋白。


实验流程图



应用方向

基础医学、临床诊断:生物标志物的筛选,发病机制,疾病治疗等生物医药:药物作用机理,药效评价,药物开发等

农业生产:植株定向筛选,植物抗逆,作物品种优化等

食品营养:食品组份及品质鉴定,功能性食品开发,食品安全检测等


棕榈酰化蛋白组学案例解析


棕榈酰化蛋白质组学全面解析来自不同癌症来源的、大小不同的细胞外囊泡中独特蛋白质特征

Comprehensive palmitoyl-proteomic analysis identifies distinct protein signatures for large and small cancer-derived extracellular vesicles


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研究背景

高疏水性的棕榈酰化蛋白提取的低得率、低纯度成为研究蛋白S-酰化的重大阻碍;大/小型细胞外囊泡(L-/S-EVs)在体内的分离及定位也是一大难点。本文采用LB-ABE手段,通过密度梯度分离出高纯度EV,采用非标定量检测鉴定棕榈酰化蛋白,比较L-/S-EVs与它们的亲代细胞的棕榈酰化蛋白质组之间的差异。


结果速递

PC3中蛋白的鉴定结果通过LB-ABE法,作者将PC3的鉴定结果与SwissPalm数据库比对,得出已知的1803种棕榈酰化蛋白和330种未知的棕榈酰化蛋白,并对高可信度棕榈酰化蛋白进行定量、定位分析。(WCL:whole cell lysate M:membrane)


经LB-ABE富集前后棕榈酰化蛋白的Western印迹结果。Western印迹证实棕榈酰蛋白在富含棕榈酰化蛋白的部分(Hyd +)中表达,但在对照组(Hyd-)中未表达,从而证实了LB-ABE后的特异性恢复。其中,已知被高度棕榈酰化的Src家族酪氨酸激酶和Cav-1在所有馏分中都具有较高的可信度;HSPA5蛋白是L-EVs和S-EVs中共有的高丰度蛋白的代表,结果发现它在L-EV和S-EVs中均以棕榈酰化蛋白形式相同。


L-EVs和S-EVs与原始细胞之间的差异 细胞外囊泡不仅包含在原始细胞中高表达的蛋白质, 而且还含有细胞中低丰度的大量蛋白。游离的EVs包含有不同的蛋白质,为了确定这些蛋白在棕榈酰化蛋白质组中的表达及含量, 作者将L-EVs和S-EVs与原始细胞进行了比较。由于棕榈酰化是膜靶向修饰,而EVs是膜囊封的颗粒,因此选用L-EVs和S-EVs和M部分中鉴定出的棕榈酰化蛋白进行差异性分析。


本文通过人前列腺细胞中棕榈酰化蛋白的定量分析及其在亚细胞中的定位表达,为前列腺癌症的研究起到了推动作用,棕榈酰化蛋白质组学也可以更好地检测疾病的生物标志物。


参考文献

Mariscal J, Vagner T, Kim M, et al.. Comprehensive palmitoyl-proteomic analysis identifies distinct protein signatures for large and small cancer-derived extracellular vesicles. J Extracell Vesicles.2020 Jun 10;9(1):1764192. doi: 10.1080/20013078.2020.1764192.

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