客户文献精华|修饰研究攻略大盘点

近期发布的《国家重点研发计划“数学和应用研究”等“十四五”重点专项2021年度项目申报指南》中关于蛋白大分子及泛素化修饰的相关主题引起大家的广泛关注。大数据时代的到来，正在逐步革新传统的生命科学领域的研究方式。蛋白质的翻译后修饰，作为深入理解生理调控的最重要部分，正在向高深度、以及大样本研究快速迈进。中科新生命作为多年修饰组学服务的提供者，经过多年的潜心服务，有幸帮助科研用户产出科研成果50余篇，本期小编精心汇编肿瘤研究、神经领域、药物靶点研究、农林抗逆等多诸多典型合作案例，并总结修饰组学科研领域的设计思路， 可供大家借鉴。

医 学 篇

01

药物作用机制研究

Low-Dose Sorafenib Acts as a Mitochondrial Uncoupler and Ameliorates Nonalcoholic Steatohepatitis.  Cell Metab. 2020.（IF=22）

合作客户单位：武汉大学

采用磷酸化组label free发现低剂量索拉非尼可改善非酒精性脂肪性肝炎并揭示用药机制

非酒精性脂肪性肝炎(NASH)是非酒精性脂肪性肝病一种极端发展形式，但尚无特殊治疗措施。该研究利用磷酸化组、DIA蛋白组等技术，发现了低剂量索拉非尼改善非酒精性脂肪性肝炎机制：其显著激活AMPK信号，通过诱导线粒体解偶联、增强线粒体质子漏来激活AMPK，从而发挥治疗NASH效果，该成果极有潜力推动低剂量索拉菲尼在NASH治疗中的临床转化。

技术路线：

02

神经功能调控研究

The deubiquitinase USP6 affects memory and synaptic plasticity through modulating NMDA receptor stability.  PLOS BIOLOGY. 2019.（IF=9.2）

合作客户单位：厦门大学医学院

采用泛素化组label free揭示人科动物特异基因USP6在智力进化中的功能

本研究工作从人科动物特异性基因USP6出发，探究了USP6在脑组织中发挥学习、记忆调控功能的重要性，随后通过泛素化label-free蛋白质组等方法，证明USP6是一个新的NMDA受体的去泛素化酶，其作为一个新的NMDA受体调控因子，可通过去泛素化途径调节NMDA型谷氨酸受体的降解和稳定性，进而调控突触可塑性和学习记忆能力，并在人类智力进化过程中发挥着潜在关键作用。

技术路线：

03

乙酰化代谢调控研究

Sirt3 is a novel target to treat sepsis induced myocardial dysfunction by acetylated modulation of critical enzymes within cardiac tricarboxylic acid cycle. Pharmacol Res. 2020.（IF=5.8）

合作客户单位：浙江大学

采用乙酰化组label free+代谢组联合揭示脓毒症所致心肌功能障碍治疗新靶点

脓毒症诱发心肌功能障碍(SIMD)是脓毒症休克心血管衰竭的重要部分，但SIRT3与SIMD的关系还不清楚。本研究从疾病模型构建出发，首先证实Sirt蛋白与SIMD疾病的相关性。后续通过心脏乙酰化蛋白质组学和代谢组学联合分析，发现SIRT3的缺失导致心脏三羧酸(TCA)循环中关键酶的超乙酰化，产生乳酸和NADH，从而促进脓毒症后的心功能不全，该机制发现为维持脓毒症后的正常心功能提供一种潜在的治疗途径。

技术路线：

农 学 篇

01

植物胁迫机制研究  

Natural alleles of a proteasome α2 subunit gene contribute to thermotolerance and adaptation of African rice.  nature genetics  2015（IF 28）  

合作客户单位：中科院上海生科院植物生理生态研究所

采用泛素化labelfee组学技术研究植物耐热机制

在诸多胁迫应激反应通路中，泛素化可以通过泛素-蛋白酶体途径介导诸多转录因子的降解，进而参与胁迫应答。该篇文章将传统抗逆研究方法与泛素化修饰组学结合，研究不仅成功分离了作物中第一个抗高温数量性状基因位点（QTL）-QTL Thermo-Tolerance1 (OgTT1)，而且还利用泛素化组学技术阐明了该基因抗高温的分子机理。

技术路线：

02

项目文章 病原菌感染宿主机制研究

Quantitative proteomics analysis reveals important roles of N-glycosylation on ER quality control system for development and pathogenesis in Magnaporthe oryzae. PLoS Pathog.2020.（IF=6.2）

合作客户单位：华中农业大学植物科学技术学院

采用N-糖基化组label free揭示稻瘟菌致病过程分子机制

在植物病原真菌中，N-糖基化修饰如何导致稻瘟病致病过程的机制尚不清楚。本研究通过定量N-糖基化修饰组等技术，系统鉴定了稻瘟病菌N-糖基化修饰靶标蛋白，揭示了N-糖基化修饰通过调控内质网质量控制系统（ERQC）参与致病过程的分子机制，为开发真菌病害防控策略提供了新的思路。

技术路线：

03

病原菌致病机制研究

Label-Free Quantitative Proteomics of Lysine Acetylome Identifies Substrates of Gcn5 in Magnaporthe oryzae Autophagy and Epigenetic Regulation. mSystems.2018.（IF=5.8）

合作客户单位：华南农业大学

采用乙酰化label free揭示乙酰转移酶Gcn5在病菌致病过程中的重要作用

Gcn5在稻瘟病菌致病过程中发挥了重要作用，该研究利用定量乙酰化修饰组，筛选Gcn5的重要底物，通过组学以及系列验证，发现乙酰转移酶Gcn5可通过两个层次，即胞质中蛋白乙酰化调节以及胞核中组蛋白乙酰化调节共同介导病原菌致病性。且Gcn5对新发现的修饰底物蛋白，即代谢酶Pk进行了深入研究，最终从多个层次多种角度探究了Gcn5调控的下游蛋白乙酰化修饰在病菌致病过程中的重要作用。

技术路线：

今天的文献分享基本就到这里，意犹未尽的童鞋可以关注公众号，发现更多客户合作文献，关于修饰组学的设计研究思路大家可以借鉴以下总结。

思路1：修饰组学+数据分析+讨论

该架构层次清晰简单，通过整合修饰组结果以及与生信分析，探讨研究意义。

修饰组定量或定性分析——生信分析——讨论。

思路2：修饰组学定量+通路验证

通过修饰组学的生信分析，发现某信号通路发生显著变化，可以通过干扰实验来改变相关靶通路，来验证所起的调控作用。

修饰组定量分析——生信分析——定量结果验证——表型验证、通路验证——讨论。

思路3:修饰定量+通路验证+位点验证

通过深入的分子机制实验，确证该修饰变化发生的具体发生机制，从而确证某个特点的位点的功能：对具体的某个关键的修饰位点进行突变，使该位点无法发生修饰，进而逆转相关生物过程和表型。

修饰组定量分析——生信分析——定量结果验证（可选）——表型验证、通路验证——修饰位点功能与机制验证——讨论。

中科新生命修饰组学产品线介绍

经过多年潜心研发，中科新生命不仅提供适合临床大队列样本的DIA磷酸化蛋白质组学至磷酸化蛋白PRM靶向验证的一站式服务；更针对不同实验需求，推出了泛素化、乙酰化、糖基化、甲基化等众多修饰组学，欢迎感兴趣的老师前来咨询。