科研進展

深圳先進院在蛋白質翻譯后修飾互作領域取得新進展

  

  近日,中國科學院深圳先進技術研究院趙國屏院士團隊在蛋白質組學權威雜志MOLECULAR & CELLULAR PROTEOMICS發表了題為Global insights into lysine acylomes reveal crosstalk between lysine acetylation and succinylation in Streptomyces coelicolor metabolic pathways的研究論文,系統性解析了天藍色鏈霉菌中賴氨酸乙?;顽牾;幕プ鳜F象。通過分別研究基因組中潛在的去乙?;?/span>ScCobB1和去琥珀?;?/span>ScCobB2,并進行細胞全組學蛋白翻譯后修飾定量比較,該工作揭示了兩種?;揎棇嚢彼嵛稽c全局性的競爭性關系,并協同調控了多個重要的細胞代謝通路。 

  深圳先進院趙維副研究員為本文的通訊作者,趙國屏研究員和復旦大學中山醫院李鵬博士為本文共同通訊作者。該項研究成果是繼深圳先進院研究團隊發現特異性的去琥珀?;?/span>ScCobB2Mol Cell Proteomics,2019)和提出乙?;{控染色體分離起始模型(Nucleic Acids Research,2020)工作后的又一重要研究進展。這些研究結果表明,細菌中的?;揎椌哂卸鄻有?、動態性和協調性,對細胞的中心代謝、蛋白質合成、以及染色體分離等進程起到了重要的調控作用,對細菌的生理生化研究具有重要意義。 

  研究團隊首先從天藍色鏈霉菌中賴氨酸乙?;揎棾霭l,通過對不同時間點的天藍色鏈霉菌全蛋白乙?;揎棾潭冗M行檢測,發現其乙?;揎棽粌H分布廣泛,并且其程度整體上隨著細菌的生長而降低。針對這一結果,研究團隊對處于生長對數中期的天藍色鏈霉菌進行了全蛋白乙?;揎椊M學高精度質譜分析。從GO注釋、KEGG通路分析等來看,乙?;揎棌V泛參與了天藍色鏈霉菌蛋白質翻譯和細胞代謝相關蛋白的調控,并可能幫助菌體適應變化的土壤環境。 

  通過比較分析蛋白質乙?;顽牾;谋J匦蛄?,研究團隊確定在天藍色鏈霉菌中乙?;c琥珀?;男揎椘眯允遣灰粯拥?。但同時,乙?;c琥珀?;揎椊洺3霈F在同一蛋白的不同賴氨酸位點上,而且在中心代謝通路的某些蛋白位點上也發現有隨機的兩種不同修飾。這說明乙?;顽牾;揎椏赡茉诩毎麅却嬖谙嗷f調的作用關系。為了證明這一點,研究團隊采用高精度定量質譜方法,分析比較了天藍色鏈霉菌去乙?;?/span>ScCobB1和去琥珀?;?/span>ScCobB2敲除后的乙?;?/span>/琥珀?;揎椊M學。研究結果發現乙?;顽牾;谔焖{色鏈霉菌中有著廣泛的互作,并且在針對同一賴氨酸位點修飾時可能存在競爭關系。這兩種蛋白翻譯后修飾互作集中在蛋白質生物合成和碳代謝通路中。研究團隊通過體外表達去?;?,采用HPL的方法對多個蛋白位點再次驗證了翻譯后修飾的互作協調現象。 

  總的來說,該研究通過體內外實驗證明了天藍色鏈霉菌中乙?;顽牾;瘡V泛的互作。該研究結果支持兩種PTMs靶向不同賴氨酸殘基的觀點,也提出了可能的針對同一賴氨酸位點的競爭修飾關系。該工作證明了去?;冈谄渲械恼{控作用,也為后續天藍色鏈霉菌乙?;顽牾;芯刻峁┝酥T多靶點。 

  中國科學院分子植物卓越創新中心博士生楊玉蛟為論文第一作者,馬里蘭大學張宏博士為文章共同一作。相關工作得到了深圳合成生物學創新研究院、科技部重點研發計劃基金、中國科學院戰略性先導科技專項基金、國家自然科學基金、廣東省基礎與應用基礎研究基金和中國博士后科學基金的經費支持。 

  論文鏈接  

兩種典型的賴氨酸蛋白翻譯后修飾:乙?;顽牾;?/span>

該研究的技術路線

天藍色鏈霉菌中乙?;?/span>&琥珀?;プ鹘Y果

    

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