葛峰课题组最新文章发布原核生物的蛋白基因组分析软件

来自中科院水生所葛峰课题组在前期完成的模式蓝藻的蛋白基因组学分析工作的基础上，基于水生所的超级计算平台，开发了开源的针对原核生物的蛋白基因组学专业分析软件GAPP。

　　

蛋白基因组学(Proteogenomics) 是基于高精度的串联质谱数据对基因组进行注释，不仅能在蛋白质水平上验证基因表达和模式，还能提供蛋白质组层面特有的信息，如翻译后修饰、信号肽等,目前已成为功能基因组学研究不可或缺的重要工具。然而，对海量质谱数据实现全面和精准的解读仍是当前蛋白基因组学研究的瓶颈，目前仍缺乏专业、高效的蛋白基因组学分析方法与软件，限制了其在生命和健康领域的应用。

近期，来自中科院水生所葛峰课题组在前期完成的模式蓝藻的蛋白基因组学分析工作的基础上(Yang et al., PNAS，2014，111（52）：E5633-E5642)，基于水生所的超级计算平台，开发了开源的针对原核生物的蛋白基因组学专业分析软件GAPP。

研究成果以“GAPP: a proteogenomic software for genome annotation and global profiling of posttranslational modifications in prokaryotes”为标题在线发表在Molecular & Cellular Proteomics杂志上。

这一软件整合了多组学数据库搜索、类别错误率评估以及非限制性翻译后修饰鉴定等多种方法，可实现针对海量质谱数据的快速、精准分析。利用该软件对已发表的幽门杆菌（Helicobacter pylori）蛋白质组学数据进行了测试，重新注释了幽门杆菌的基因组，鉴定到84.9%的已注释编码基因并发现了20个新基因，同时，利用该软件还实现了幽门杆菌的蛋白质翻译后修饰的全局系统发现，为幽门杆菌基因组的深入解读及其功能分析奠定了基础，也为深入研究幽门杆菌致病的分子机制提供了新的研究方向。

GAPP实现了“一键式”的原核生物蛋白质基因组学快速、精准分析，使用者只需具备简单的生物信息学知识,按照软件的指令，可在24小时内完成原核生物的蛋白质基因组的精准鉴定和功能分析，该软件有望成为解读原核生物基因组及其功能分析的有力工具。

GAPP软件可在https://sourceforge.net/projects/gappproteogenomic免费下载。

作者简介：

葛峰

男,中国科学院水生生物研究所 “****”研究员；博士生导师；水生生物蛋白质组学科组组长；中国科学院超级计算武汉分中心主任。多年来从事功能蛋白质组学领域相关的研究工作，以非编码RNA与蛋白质的功能调控网络为研究重点，以功能蛋白质组学为研究手段和特色，在蛋白质的翻译后修饰组及其功能、藻类胁迫适应的分子机制、非编码RNA 的蛋白调控网络以及蛋白质相互作用组学等方面,取得了系列成果，近五年来, 在PNAS, Plant Cell, Molecular & Cellular Proteomics, Journal of Proteome Research等国际专业杂志发表通讯作者论文或第一作者论文24 篇,平均影响因子5.2,这些研究成果促进了功能蛋白质组学技术的发展和应用，也为全面、深入理解藻类胁迫适应的分子机制以及非编码RNA的蛋白调控网络提供了新的研究方向。目前的研究兴趣主要集中在 (1) 非编码RNA与蛋白质相互作用网络及其调控机制等方面； (2)蛋白质翻译后修饰组学及其表观遗传调控机制 。作为项目负责人主持省部级以上科研项目6项（经费共计909万元）。

原文摘要：

GAPP: a proteogenomic software for genome annotation and global profiling of posttranslational modifications in prokaryotes

While the number of sequenced prokaryotic genomes is growing rapidly, experimentally verified annotation of prokaryotic genome remains patchy and challenging. To facilitate genome annotation efforts for prokaryotes, we developed an open source software called GAPP for genome annotation and global profiling of posttranslational modifications (PTMs) in prokaryotes. With a single command, it provides a standard workflow to validate and refine predicted genetic models and discover diverse PTM events. We demonstrated the utility of GAPP using proteomic data from Helicobacter pylori, one of the major human pathogens that is responsible for many gastric diseases. Our results confirmed 84.9% of the existing predicted H. pylori proteins, identified 20 novel protein coding genes, and corrected four existing gene models with regard to translation initiation sites. In particular, GAPP revealed a large repertoire of PTMs using the same proteomic data and provided a rich resource that can be used to examine the functions of reversible modifications in this human pathogen. This software is a powerful tool for PTM genome annotation and global discovery and is applicable to any sequenced prokaryotic organism; we expect that it will become an integral part of ongoing genome annotation efforts for prokaryotes. GAPP is freely available at https://sourceforge.net/projects/gappproteogenomic/.