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修饰蛋白+靶向代谢联合分析

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生命的基本特征是新陈代谢,生命的功能执行者是蛋白质,蛋白质表达水平及翻译后修饰可以通过多种方式调控生理过程,影响机体代谢变化。研究发现,乙酰化、磷酸化、泛素化等多种修饰是代谢调节的关键机制,其不仅通过修饰转录因子间接调控代谢基因的表达,更是通过修饰代谢酶直接调控代谢流量。因此,修饰已成为代谢机制研究的最重要方向,而“代谢组”与“修饰组”更是打通表型与机制的最有效研究手段。在联合分析中,我们将围绕表达模式、生物学功能、调控机制这三个关键因素,解析如下科学问题:(1)比较蛋白翻译后修饰、代谢物的表达模式异同,揭示其在生物学处理后的不同层面的变化趋势的异同。(2)筛选差异修饰蛋白、代谢物共同参与的重要通路,揭示其在相关生物学变化中的潜在功能。(3)分析蛋白质翻译后修饰与代谢物的调控关系,阐述蛋白质翻译后修饰与代谢物间的潜在调控机制

应用方向

生物领域各个研究方面,如:

▶ 农林领域:抗逆胁迫机制,生长发育机制,育种保护研究等;

▶ 畜牧业:肉类及乳品质研究,致病机理研究等;

▶ 基础医学、临床诊断:生物标志物,疾病机理机制,疾病分型,个性化治疗等;

▶ 生物医药:药物作用机理,药效评价,药物开发等;

▶ 微生物领域:致病机理,耐药机制,病原体-宿主相互作用研究等;

▶ 海洋水产:渔业资源,海水养殖,渔业环境与水产品安全等;

▶ 生物能源、环境科学领域:发酵过程优化,生物燃料生产,环境危定风险评估研究等;

▶ 食品营养:食品储藏及加工条件优化,食品组分及品质鉴定,功能性食品开发,食品安全监检测等。

数据分析

数据分析

▪ 表达模式分析:

修饰蛋白质组与代谢组PCA比较分析

▪ 修饰蛋白质组与代谢组通路联合分析:

KEGG代谢通路注释比较分析、 KEGG通路富集比较分析、 KEGG富集通路的差异表达谱、 KEGG通路可视化

▪ 修饰蛋白质组与代谢组调控关系分析:

相关性分析(相关系数矩阵热图、相关性分析层次聚类热图、相关系数调控网络分析)

▪ 修饰蛋白质组与代谢组调控关系分析:

多变量统计学整合分析( O2PLS关联分析、OPLS相关变量的筛选)

技术优势

▶ 通过对不同层面的表达水平分析,实现对修饰蛋白质及代谢物的全谱分析。

▶ 同时实现从“因”和“果”两个方向探究生物学问题,相互间的验证作用更明显。

▶ 阐述分子调控-表型间的关联机制,系统全面地解析生物分子功能和调控机制。

▶ 从海量的数据中去伪存真,筛选出重点代谢通路或者基因、代谢产物进行后续深入实验分析与应用。

参考文献

1.

Maximal oxidative capacity during exercise is associated with skeletal muscle fuel selection and dynamic changes in mitochondrial protein acetylation. Cell Metab. 2016

本文揭示了体能与代谢和乙酰化修饰的重要关系。代谢组研究发现,高运动能力大鼠表现出更加高效的运动燃料选择,其糖原消耗延迟,脂肪酸消耗增强,支链氨基酸利用率增强。修饰组研究发现,高运动能力大鼠具有更强的线粒体蛋白去乙酰化能力,而该去乙酰化能力可能是驱动高效燃料选择的原因。

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