基于肽段等重标记的蛋白质泛素化串级质谱定量新方法

【作者】 曹婷； 张磊； 张莹； 晏国全； 方彩云； 包慧敏； 陆豪杰；

【机构】 复旦大学化学系； 复旦大学生物医学研究院；

【摘要】 蛋白质泛素化作为一种常见的翻译后修饰,在调节细胞周期进程,蛋白降解以及DNA修复等多种重要生理过程中起着关键作用。异常的蛋白质泛素化与许多人类疾病的发生发展密切相关。因此,在蛋白质组学水平上对泛素化进行定性定量分析,有助于深入了解泛素化参与的各种生理过程。近年来,肽段终端等重标记定量方法不断被开发应用于蛋白质组学中。我们也发展了一系列基于串级碎片离子定量的等重标记方法及相应定量软件。包括基于代谢标记的体内终端氨基酸标记定量[1],基于化学和酶促标记的组合标记定量[2]以及基于代谢和化学标记的组合标记定量[3]。同时,为了减少由于串级谱图加倍的碎片离子对肽段鉴定和定量带来的不利影响,我们开发了等重串级质谱定量软件ITMSQ[4]。得益于肽段终端等重标记,这些定量方法克服了传统一级质谱定量中干扰多,灵敏度低的缺陷。再者,利用整个串级谱图中的碎片离子定量,克服了基于报告离子定量方法的低质量端抑制效应。多对碎片离子也提供了更加准确、可靠的定量结果。在此基础上,本研究首次将肽段等重标记应用于蛋白质泛素化的定量,发展了一种基于泛素化肽段(K-ε-GG)等重标记的二级质谱b、y离子定量方法,实现了位点水平上的蛋白质泛素化定量。将该方法应用于MCF-7细胞样本,共准确定量到位于1383个泛素化蛋白中的2970条K-ε-GG肽段,包括2874个泛素化位点。除了肽段终端等重标记定量方法的固有优势,多对b、y离子能够提供更加准确可靠的定量结果。等重标记的K-ε-GG肽段在一级质谱中成单峰使得质谱响应信号增强,有利于复杂样本中泛素化肽段的鉴定分析。此外,对于多聚泛素化肽段,二级b、y离子定量可以针对该肽段上每一个泛素化位点的变化提供独立的定量信息,实现了位点特异性的蛋白质泛素化定量,克服了一条肽段定量包含多个修饰位点变化情况的缺陷。更多还原