蛋白質翻譯後修飾受可變剪下影響的系統生物學研究

《蛋白質翻譯後修飾受可變剪下影響的系統生物學研究》是依託中山大學，由任間擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：蛋白質翻譯後修飾受可變剪下影響的系統生物學研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：任間
• 依託單位：中山大學

中文摘要

基因轉錄為mRNA前體之後，在特定分子機制的作用下，外顯子以不同的方式進行組合，進而翻譯成不同的蛋白質，這一調控方式稱為mRNA的可變剪下。近期的研究表明，可變剪下異構體的表達具有疾病和癌症的特異性，並可作為診斷的分子標記。基於已有的研究基礎，申請人認為mRNA可變剪下可能通過影響蛋白質翻譯後修飾改變細胞的信號轉導通路，從而在疾病和癌症的發生和發展的過程中發揮重要的作用。本項目中，申請人擬以蛋白質磷酸化和SUMO化修飾為研究典型，利用人類EST以及UniGene等資料庫資源，預測疾病和癌症中特異性表達的mRNA可變剪下轉錄本，系統地預測潛在的、影響蛋白質翻譯後修飾狀態的異構體，並通過實驗方法驗證部分預測結果，構建影響蛋白質翻譯後修飾的可變剪下轉錄本資料庫。主要創新點在於首次系統地研究mRNA可變剪下調控蛋白質修飾的分子機制，對進一步發現診斷疾病和癌症的分子標記具有重要指導意義。

結題摘要

在此項目中，我們首先進行了蛋白質翻譯後修飾實驗數據的準備工作。通過文獻檢索的方式我們總共收集了3311個乙醯化底物的7151個位點信息，並以此構建了乙醯化資料庫CPLA。我們還系統收集了來自70個物種的738個E1，2937個E2，46631個E3和6647個泛素解離酶，構建了蛋白質泛素化資料庫UUCD。隨後，採用一種新的“模體長度選擇”（motif length selection, MLS）方法開發出新一代GPS預測算法，並利用此算法開發了磷酸化、棕櫚醯化、酪氨酸硝基化、原核生物類泛素化等8款翻譯後修飾位點預測工具。此外，我們利用高通量質譜技術驗證了9719個人類肝臟的磷酸化位點，並使用iGPS工具構建了人類肝臟磷酸化調控網路，通過與已知的鼠肝數據進行同源比較，發現了磷酸化調控網路在位點和底物層面較不保守的現象。最後，我們針對人的蛋白質組系統研究了可變剪接對翻譯後修飾位點的影響，並發現了如果修飾位點位於替代外顯子上，則可以通過增加或減少外顯子來調控翻譯後修飾。在本項目支持下，研究團隊在Molecular & Cellular Proteomics, Briefings in Bioinformatics，Nucleic Acids Research等國際期刊上發表SCI論文12篇，其中IF＞7.0的4篇。