16
磷酸化蛋白质组学分析
降低样品复杂度
规模化分析
特异性富集方法 有效预分级方法 IMAC/MOAC C18/SCX/HILIC
Nat. Protocol, 2013, 8, 461-480.
17
磷酸化蛋白质组学分析策略
常用 定量 方法
绝对定量 MRM
Spectral counts
无标记定量
色谱峰面积
calcium calmodulin kinase IV (CaMKIV)
Annu. Rev. Biochem. 2011, 80:825–858.
钙调蛋白激酶4
12
Cross-talk with Ubiquitination
Mol. Cell, 2007, 28(5), 730-738.
13
Cross-talk with Ubiquitination and Acetylation p53 stabilization
Tauopathy （Tau蛋白病） Alzheimer’s disease
Trends Mol. Med., 2009, 15(3), 112-119.
10
mTOR磷酸化和细胞自噬
mTORC1复合体
Nat. Cell. Biol., 2011, 13(2), 132-141.
11
Cross-talk with O-GlcNAc
20
肝脏组织的磷酸化蛋白质组
J. Proteomics, 2014, 96, 253–262.
21
PTM-Biolabs
谢谢！
18
三、磷酸化蛋白质组学的应用
样品类型
某细胞 某细胞
项目类型
SILAC SILAC
磷酸化位点
4500 6200
某菌类
某细胞
iTRAQ
iTRAQ
1500
>9000
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拟南芥的磷酸化蛋白质组
共鉴定到5828个Leabharlann 酸化位点，2500多个磷酸化蛋白质
J. Proteomics, 2013, 78, 486–498.
共鉴定到近9万个翻译后修饰位点 3
翻译后修饰蛋白质的酶调控系统
磷酸化
糖基化
甲基化
酶系统
泛素化 乙酰化
降解
4
蛋白激酶
蛋白激酶（protein kinase，PK）： 是一类磷酸转移酶，其作用是将 ATP 的 - 磷酸基转移到底物特定的氨基酸残基上， 使蛋白质磷酸化， 发挥其生理生化功能。
蛋白激酶作为药物靶点，用于临床疾病的靶向治疗
Curr. Opin. Cell Biol., 2003, 15, 164–171.
14
p53 transcriptional activation
A: acetylation
Curr. Opin. Cell Biol., 2003, 15, 164–171.
15
二、磷酸化蛋白质组学技术路线
磷酸化蛋白质组的实验流程
Nat. Rev. Mol. Cell. Biol., 2007, 8, 530-541. Proteomics, 2010, 10, 1284-1296.
5
蛋白激酶的种类
6
蛋白激酶与底物间的特异性作用
蛋白激酶的特异性：模体(motif)是指底物蛋白上的特定氨基酸序列。
蛋白激酶与底物特异性作用 Substrate P
Kinase
激酶 PKA CK2 ERK2 AKT CaMK2 特异性作用模体 K/R-X1-2-S/T S/T-D/E-X-E/D P-X-S/T-P R-X-R-X-X-S/T R-X-X-S/T
Biochim. Biophys. Acta, 2005, 1754, 200-209. Cell Death Differ., 2007, 14, 66-72.
相对定量
稳定同位素 标记定量
代谢标记：SILAC
ICAT/CysTMT
化学标记法
iTRAQ/TMT O18标记 二甲基标记
注：八标iTRAQ磷酸化的通量会相对较低
Nat. Chem. Biol., 2005, 1, 252-262. J. Proteome Res., 2010, 9, 4045–4052.
7
蛋白质磷酸化的生物学功能
信号传导
酶活性 蛋白质磷酸化
新陈代谢
Trends Biotechnol., 2002, 20, 261-268.
细胞周期
细胞骨架
8
组蛋白H3磷酸化与基因转录
Trends Genet., 2004, 20(4), 214-220.
9
Tau蛋白磷酸化和神经退行性疾病的治疗
PTM-Biolabs
高通量磷酸化蛋白质组学
朱俊 博士
2015年05月21日
主要内容
一、蛋白质磷酸化研究背景 二、磷酸化蛋白质组学技术路线 三、磷酸化蛋白质组学的应用
2
一、蛋白质磷酸化研究背景
蛋白质翻译后修饰
磷酸化 57191
蛋白质存在超过300种翻译后修饰！
Sci. Rep., 2011,13,1-5.