4D-翻译后修饰组学技术进展

蛋白质是执行细胞功能的基本功能单元，其表达受基因组和表观遗传学的调控。通常，蛋白质在表达以后还需要经过不同程度的修饰才能发挥所需要的功能。这种翻译后修饰过程受到一系列修饰酶和去修饰酶的严格调控，使得在某一瞬间细胞中蛋白质表现出某种稳定或动态的特定功能。最新的研究表明，真核细胞中存在着各种各样的蛋白质修饰过程，其中大约70%目前还无法解释。有理由认为，这种经过了特定修饰的蛋白质，更客观地反映了细胞的各种生理以及病理过程。因此，除了基因组所编码的"裸"蛋白质组的表达以外，更需要对经过翻译后修饰的蛋白质及蛋白质组的调控过程进行深入的研究。

本次研讨会，由布鲁克（北京）科技有限公司主办，邀请到了南方科技大学田瑞军教授、天津大学陈瑞冰教授和百蓁生物首席科学官彭超，与大家共同探讨蛋白质翻译后修饰研究进展，希望能对行业内工作者带来帮助和启发。

【肿瘤临床蛋白质组学】
赖氨酸乙酰化是蛋白质翻译后修饰最常见的类型之一，参与诸多细胞过程，并与疾病的发生发展密切相关。在本研究中，我们利用基于timsTOF Pro质谱仪的4D蛋白质组学技术对肝细胞癌（hepatocellular carcinoma，HCC）临床组织的蛋白质组学和蛋白质乙酰化修饰进行了系统性分析，共鉴定出9219个K-乙酰化位点，其中部分K-乙酰化位点只存在于癌或癌旁组织中，具有显著的组织特异性。例如，丝蛋白A (K865)、丝蛋白B (K697)和cofilin (K19)等细胞骨架调节分子的一些乙酰化位点只在肿瘤组织中被鉴定到，这些肿瘤特异性位点可能参与调控细胞运动和肿瘤转移。通过定量分析鉴定到1003个K-乙酰化位点发生显著的丰度变化，其中K-乙酰化上调蛋白主要与RNA的合成和加工有关，而发生K-乙酰化下调的蛋白主要是位于线粒体和细胞质中、参与不同代谢途径的代谢酶，这可能与肝癌细胞的快速增殖与代谢状态的改变有关。研究还发现去乙酰化酶SIRT2在肝癌中表达上调对部分蛋白质分子乙酰化修饰的潜在调控作用。在肝癌细胞中过表达SIRT2引起参与能量代谢的多种蛋白质K-乙酰化下调，Seahorse等细胞实验也进一步证实了SIRT2过表达抑制HCC细胞的糖酵解和氧化磷酸化。研究通过整合蛋白质组学、乙酰化组学和细胞与分子生物学实验技术，系统性地探索了蛋白质乙酰化修饰在肝癌中的潜在功能，为深入了解肝癌的生物学特征和开发新的治疗策略提供了重要信息。

【4D-蛋白质组学技术带来更可靠的翻译后修饰分析】
本次报告主要介绍4D-蛋白质组学原理和蛋白翻译后修饰分析技术优势，以及布鲁克全新蛋白质组学分析软件PaSER™，创新的TIMScore™算法利用淌度维度信息鉴定打分，使得蛋白质翻译后修饰鉴定更精准可靠！

【基于新型质谱技术的完整糖肽分析方法及应用】
在众多的蛋白质翻译后修饰中，糖基化是最常见的，但也是最复杂的翻译后修饰之一。蛋白的糖基化在细胞信号传导、宿主-病原体相互作用、免疫反应等特定生物过程中发挥着至关重要的作用，因此糖基化位点及该位点的糖型分析具有十分重要的意义。但是，由于糖基化修饰的宏观不均一性以及微观不均一性等属性，带来了糖蛋白质组学，特别是完整糖肽解析的巨大困难。随着近几年来质谱技术的长足发展，我国科学家在相关领域取得了突出的贡献。为了解决这一技术难题，我们基于新型质谱技术以及独有的Denovo测序算法，发展了一整套糖蛋白质组学解析流程，具有良好的应用前景。