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蛋白修饰研究最新技术系列三
【字体： 大 中 小 】 时间：2011年05月06日 来源：生物通
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目前研究人员可以通过质谱分析，快速了解简单的翻译后修饰，比如磷酸化，乙酰化，以及甲基化——消化蛋白，然后识别离子分离后的肽段蛋白残基，但是由于SUMO修饰，以及其它泛素类修饰本身就是蛋白，而不是一些类似磷酸的小的化合物，因此这种修饰在消化过程中会自行分离，干扰质谱软件的分析。为了能解决这个问题，来自苏格兰细胞信号研究院的Patrick Pedrioli研究员研发了以一种新型软件，称之为SUMmOn……
生物通报道：细胞的行为由蛋白决定，但是常见的DNA测序，或者芯片分析实验并不能告诉我们一个蛋白的指令到底是什么。在蛋白翻译过程中和翻译后，酶，脂类，蛋白和糖类会对新合成蛋白上的氨基酸进行修饰，从而导致即使是相同的遗传序列得到的蛋白，其功能也不尽相同的。
近年来科学家们越来越关注蛋白修饰，也初步了解了一些蛋白修饰何时出现，这些修饰的作用是什么，比如说磷酸基团修饰能失活，或者激活酶；线粒体蛋白赖氨酸上的乙酰基团修饰会导致代谢改变；组蛋白肽段上的甲基化修饰则能调控基因表达；SUMO蛋白修饰更是会影响到细胞凋亡，神经退行性病变等多个重要细胞进程。
但是这还远远不够，对于哪些肽段会被修饰，在哪儿修饰，这些修饰如何发生，对于细胞的影响是什么，我们知之甚微。现代质谱分析技术能分析一些类似磷酸化修饰的简单蛋白修饰，但是要找到像是SUMO蛋白这样的修饰却存在技术上的门槛，研究修饰蛋白的功能更还是处于婴儿期。不过随着新技术的不断推陈出新，我们对于蛋白修饰的了解也越来越多，在著名的The Scientist杂志上，几位专家就这一方法，提出了一些新颖的方法，克服了蛋白修饰研究中的难题。
分辨SUMO
SUMO（smallubiquitinrelatedmodifier）是类泛素蛋白家族的重要成员之一，可与多种蛋白结合发挥相应的功能，其分子结构及SUMO化反应途径都与泛素类似，但二者功能完全不同。SUMO化修饰可参与转录调节、核转运、维持基因组完整性及信号转导等多种细胞内活动，是一种重要的多功能的蛋白质翻译后修饰方式。SUMO化修饰功能的失调可能导致某些疾病的发生。
目前研究人员可以通过质谱分析，快速了解简单的翻译后修饰，比如磷酸化，乙酰化，以及甲基化——消化蛋白，然后识别离子分离后的肽段蛋白残基，但是由于SUMO修饰，以及其它泛素类修饰本身就是蛋白，而不是一些类似磷酸的小的化合物，因此这种修饰在消化过程中会自行分离，干扰质谱软件的分析。
为了能解决这个问题，来自苏格兰细胞信号研究院的Patrick Pedrioli研究员研发了以一种新型软件，称之为SUMmOn，这个软件利用一种新颖的分析方法，能在质谱数据中分辨出SUMO修饰来。这一研究成果公布在Nature Methods上。
SUMO修饰蛋白消化后会发出多个质谱信号，这种信号与磷酸基团不同，Pedrioli设计了SUMmOn，将使用者实验获得的谱段与来自一个蛋白数据库中的不同SUMO修饰蛋白谱段进行比对，辨别其中的匹配数据。这样就能就每个SUMO片段谱的相似程度，以及SUMO修饰的蛋白片段相似度打分，从而分辨出SUMO修饰蛋白。
这种方法不仅可以用于SUMO修饰蛋白研究，而且对于类类泛素蛋白的研究都具有重要意义。
（生物通：万纹）
