Science 蛋白质组热稳定性的全谱分析

2023-05-10 14:56:27

本周给大家推荐一篇Science最新发表的文章,通讯作者是瑞士苏黎世联邦理工学院(ETHZ)的Paola Picotti教授,她此前在Reudi Aebersold课题组受训,自己课题组主要的研究兴趣在于通过发展高通量的质谱技术,在蛋白组层面上研究蛋白质聚集导致的细胞生理和病理变化。


在本篇工作中,她们应用了一种此前发表过的限制性酶切(Limited Proteolysis)与质谱(MS)联用(LiP-MS)技术,在不同温度下研究了不同物种蛋白质组热稳定性受到的影响。Lip-MS技术的基本工作原理是在蛋白的不同折叠和去折叠状态下,被蛋白水解酶切割的效率也不同,而这种切割后的变化可以通过生物大分子质谱定量的读取出来。因此在不同温度下进行LiP-MS,并将定量的数据整合就可以对蛋白质组中的每个蛋白做出一条热稳定性的曲线来。


她们首先通过四个纯化的蛋白验证了这种技术的可行性,然后分别在大肠杆菌、嗜热杆菌、酵母和人源哺乳动物细胞的蛋白质组中分别定量了上千个蛋白的热稳定性。经过严格的条件筛选,她们对高质量的热变性数据已进行了详细的生物信息学分析,除了发现了热稳定性高和低的蛋白的性质和功能差异外,还总结得出了几条有趣的结论:(1)细胞起初受热刺激后的功能丧失并不是整体蛋白组的变性,而是部分关键蛋白去折叠而导致的功能丢失。(2)高丰度蛋白的热稳定性通常要高于低丰度蛋白(3)细胞内的无序蛋白并没有之前预测的那么多(4)蛋白质的热稳定性与蛋白结构域的保守性有密切的关联。这项工作为未来研究蛋白质组的稳态和热变性提供了丰富详实的数据,也再次展示了LiP-MS技术的巨大应用潜力。



site:http://science.sciencemag.org/content/355/6327/eaai7825

Ref: :Leuenberger, P.; Ganscha, S.; Kahraman, A.; Cappelletti, V.; Boersema, P. J.; von Mering, C.; Claassen, M.; Picotti, P., Cell-wide analysis of protein thermal unfolding reveals determinants of thermostability. Science 2017, 355 (6327), eaai7825.



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