消去化修飾蛋白質的鑑定

《消去化修飾蛋白質的鑑定》是依託西南大學，由李洪濤擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：消去化修飾蛋白質的鑑定
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：李洪濤
• 依託單位：西南大學

項目摘要

蛋白質消去化修飾，是通過β-消去反應修飾胺基酸的側鏈，生成含不飽和碳-碳雙鍵胺基酸的特異性蛋白質翻譯後修飾。目前已經發現的消去化修飾蛋白質和多肽，許多都具有特殊的生物學活性，如lantibiotics和thiopeptide antibiotics的抑菌活性，microcystins的毒性等；或者對蛋白質的功能以及信號通路具有特殊的調控作用，如Glutathione peroxidase的消去化修飾導致酶活性降低，MAPK激酶的消去化修飾不可逆抑制MAPK激酶介導的免疫信號通路。這種修飾很可能在體內比較常見，因為不飽和胺基酸與其它胺基酸的親和加成產物在一些組織中比較常見，而體內也存在催化該類加成反應的酶的同源物。本項目利用對α，β不飽和羰基化合物的化學性質的深入了解，設計化學探針，特殊性地標記不飽和胺基酸，純化標記蛋白後用質譜鑑定修飾位點，並初步分析修飾蛋白和多肽的生物學功能。

結題摘要

蛋白質消去化修飾是一種罕見的特殊翻譯後修飾。這種修飾通過磷酸絲/蘇氨酸的β-消去，絲/蘇氨酸的脫水，半胱氨酸的脫羧以及氧化消去而生成烯烴（其主要產物是脫氫丙氨酸和脫氫丁氨酸）。已經發現的該類消去化修飾多肽產物，包括羊毛硫細菌素、硫肽類抗生素以及微囊藻毒素等都具有特殊的生物學活性；已經發現的蛋白質消去化修飾，如磷酸蘇氨酸裂合酶對MAPKs的消去化修飾，具有重要的調節功能。因此通過篩選並鑑定消去化修飾蛋白和多肽的新成員，將為新的生物活性多肽的發現與開發，以及具有重要活性或調節功能的蛋白質的發現與功能研究，提供理論基礎。 首先根據α，β不飽和羰基化合物發生Michael 加成以及Diels-alder反應的原理設計併合成各種化學探針，並在反應體系、緩衝液種類、PH值、溫度、變性劑種類和濃度等方面進行最佳化，找出最適反應條件並篩選出最靈敏、特異的化學探針；其次將化學探針與細胞裂解液反應後，分離純化標記上探針的蛋白或多肽，質譜鑑定消去化修飾蛋白質以及修飾位點並初步分析其生物學功能。 我們發現有一種化學探針對消去化修飾的MAPKs能進行特異性的標記。通過對於反應條件進行最佳化，驗證了反應的靈敏性和特異性。利用上述標記條件，對於消去化修飾的MAPKs、大腸埃希氏菌（Escherichia coli）、沙門氏菌（salmonella）、志賀氏菌（Shigella flexneri）、牛腦裂解液、斑馬魚裂解液、酵母裂解液及組蛋白（Histone）進行了標記、分離純化和質譜鑑定。對消去化修飾的MAPKs二級質譜鑑定位點表明該化學探針特異性的標記在發生消去反應的位點上；從大腸桿菌鑑定到一百多種潛在修飾的蛋白質和多肽，牛腦裂解也鑑定到幾十種具有潛在修飾的蛋白質和多肽。表明消去化修飾是一種廣泛存在的蛋白質翻譯後修飾，可能在生物體的生命活動中扮演十分重要的角色。