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近日，廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)生物基因研究中心聯(lián)合加拿大約克大學(xué)、德國馬普分子植物生理研究所的研究團隊在Green Chemistry雜志發(fā)表一項研究成果。該團隊首次搭建全自動在線磷酸化蛋白質(zhì)組學(xué)分析技術(shù)平臺，解決了磷酸化蛋白質(zhì)組學(xué)研究的一大瓶頸。

蛋白質(zhì)的磷酸化修飾是目前已知分布最為廣泛的翻譯后修飾。據(jù)估計，真核生物中有將近1/3的蛋白，能夠在任何時候被磷酸化。磷酸化修飾在許多生物過程中起著至關(guān)重要的作用，目前已知的作用包括但不限于調(diào)控細胞膜功能、調(diào)控細胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、調(diào)控轉(zhuǎn)錄過程、調(diào)控線粒體功能與能量代謝等。因此，磷蛋白和磷酸化位點的整體表征將有助于我們?nèi)媪私獍麅?nèi)代謝調(diào)控的分子機制。

液相色譜與串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用 (LC-MS/MS) 由于其高靈敏度和高通量能力，已成為綜合蛋白質(zhì)組表征的強大工具。然而，由于磷酸肽豐度低、電離效率低以及非磷酸肽的信號抑制，通過 LC-MS/MS 直接表征全細胞消化物中的磷酸肽通常是不切實際的。因此，在當(dāng)前的磷酸化蛋白質(zhì)組學(xué)中，質(zhì)譜 (MS) 分析之前的靶向富集是必不可少的。

目前，已經(jīng)開發(fā)了多種用于磷酸肽富集的材料，但這些通常涉及復(fù)雜的制造過程和高化學(xué)品消耗。此外，磷酸肽的富集是離線的，需要多個手動步驟，從而使其成為一個繁瑣的工作流程，有機溶劑和塑料耗材的消耗量很大。隨著磷酸化蛋白質(zhì)組學(xué)向大規(guī)模任務(wù)的發(fā)展，迫切需要開發(fā)一種分析性能優(yōu)異的策略，同時滿足低試劑和耗材消耗的要求。

為解決這一問題，研究團隊合成了一種新型的可重復(fù)使用的磷酸化捕獲柱，用于在線富集磷酸肽，并進一步將其與商業(yè)nanoLC-MS/MS系統(tǒng)集成，建立了一個低成本、低浪費的自動化在線分析平臺。在軟件控制下，該平臺可自動連續(xù)富集和分析一批生物樣品中的磷酸肽，無需操作員干預(yù)。

它不僅獲得了高磷酸位點覆蓋率和重現(xiàn)性的結(jié)果，而且在表征具有不同磷酸化狀態(tài)的肽方面表現(xiàn)出色，從而促進了新磷酸位點的發(fā)現(xiàn)。更重要的是，可重復(fù)使用的pho-trap柱和納流裝置中的在線富集極大地有助于減少耗材、溶劑的消耗并節(jié)省磷酸化蛋白質(zhì)組學(xué)研究中的勞動力。

研究人員表示，隨著磷酸化蛋白質(zhì)組學(xué)向大規(guī)模研究的發(fā)展和低碳經(jīng)濟的到來，這種用于磷酸化蛋白質(zhì)組分析的自動化在線平臺有望在未來推動蛋白質(zhì)磷酸化的研究。

(資料來源：中國科學(xué)報)

關(guān)鍵詞： 蛋白質(zhì)組學(xué) 蛋白質(zhì)組 可重復(fù)使用