蛋白质翻译后脂修饰分析方法研究获进展

近期来自华中师范大学化学学院的研究人员在蛋白质翻译后脂修饰的新型质谱分析方法学研究上取得重大进展，相关研究成果发表在国际著名学术期刊《自然》旗下的子刊《自然—实验手册》（Nature Protocols）杂志上。华中师范大学化学学院的钟鸿英教授为这篇文章的通讯作者。其主要研究领域为从事生物/有机质谱分析方法研究，包括新型MALDI/ESI技术、质谱成像分析技术、谱图分析方法、海量质谱数据的生物信息分析方法，以及农药蛋白质化学及相关化学生物学问题，特别是脂质组及蛋白质翻译后脂修饰在信号转导、蛋白转运、膜锚定等生理活动中的作用，研究具有高安全性新型农药靶标，开发农药残留分析方法以及安全性评价方法。蛋白质在核糖体被翻译合成后，必须通过与特定的有机小分子发生共价结合（如磷酸化、糖基化、乙酰化、脂基化等），从而转化成具有特定功能的蛋白质，这一过程称为蛋白质翻译后修饰。研究发现，蛋白质脂修饰主要发生在膜蛋白及膜相关蛋白上，不同类型的脂肪酸与蛋白质的结合直接影响蛋白质与膜不同微区的亲和性，影响蛋白质在具有不同膜结构的细胞器之间的转运，直接参与调控细胞信号转导、胞内蛋白定位等生理活动。但由于缺乏有效的分析方法，蛋白质的脂修饰研究起步较晚，其发生机理和功能尚不清楚。膜蛋白及其翻译后脂修饰分析面临的主要困难包括低溶解度、低丰度以及多种修饰共存。强疏水性长链脂肪酸与低溶解度膜蛋白的结合使其更加难溶于水，而且没有可供亲和富集的基团，再加上多种脂修饰与其他修饰如磷酸化修饰、糖基化修饰等共存，使其准确定性、定量、定位分析难以进行。由于脂修饰激活与去激活状态直接与其生物功能相关，因此迫切需要建立准确灵敏的分析方法，检测细胞或组织中脂质的迁移和变化。目前可供选择的方法主要有ABE法和CR法两种，但这两种方法均只能对脂修饰的蛋白进行定性和定量分析，无法测定与蛋白质共价结合的脂肪酸。在新研究中，钟鸿英研究小组开发了一种蛋白质翻译后脂修饰的新型质谱分析方法——iFAT法，iFAT克服了以上ABE法和CR法两种方法的不足，并通过建立蛋白荧光染色方法，成功实现了脂质的结构鉴定和脂质变化的定量测定。iFAT法的建立为进一步研究脂修饰蛋白的调控网络，发现新型药物作用靶标，认识人类重大疾病的发生和发展提供了一种有用的研究手段。 Nature Protocols是国际著名学术期刊《自然》的子刊。该论文受到了教育部创新团队计划项目（编号：IRT0953）、湖北省自然科学基金重点项目（编号：2009CDA001）等的资助。（来源：生物通何嫱）