蛋白質修飾研究現狀與未來

2020-11-25 生物谷

蛋白質的修飾與降解，和生命活動以及各種人類疾病密切相關，這一領域已成為全球生物醫學界關注的焦點。蛋白質的糖基化修飾、磷酸化修飾、乙醯化修飾、泛素化修飾、亞硝基化修飾等，是蛋白在生物代謝過程中的重要裝備，對研究疾病具有重要意義。蛋白質的正確的修飾對於蛋白降解也非常重要，從而保證生命活動的正常循環。

在很長時間內蛋白質修飾與降解的研究並未引起足夠重視，近年來由於對蛋白修飾重要性的重新定位，導致了疾病相關的蛋白修飾蛋白組學研究的迅速崛起，可以預期在未來的3-5年時間內國際上將會產生大量的疾病相關的蛋白修飾譜蛋白組研究成果，並最終導致大量新的疾病標誌物和疾病特異藥靶蛋白的發現。

大量研究成果在路上，而更多的研究發現擺在眼前，我們來盤點一下目前所取得的研究成果都有哪些。

Genes & Devel：組蛋白修飾的特殊標記或是開發長壽療法的新型靶點

一篇發表於國際雜誌Genes and Development上的研究論文中，來自康奈爾大學的研究人員發表了其對組蛋白H3進行特殊修飾的研究。Sylvia Lee表示，我們描述了H3修飾的全基因組模式，隨後描述了年幼和年長的秀麗隱杆線蟲機體所有基因的表達，結果發現當基因（DNA）纏繞在H3上時，如果H3的修飾水平較低，那麼基因的表達就趨向於隨著年齡增長而發生波動，同時如果H3處於高水平修飾的狀態，那麼基因的表達就會隨著年齡增長而保持穩定的狀態。研究人員聯合布朗大學的研究者共同研究，對黑腹果蠅進行了相關的檢測，發現該模式在黑腹果蠅中也存在。那麼研究者就有理由相信這種模式或許在人類機體中也會存在。從臨床角度來講，H3K36me3修飾和許多缺失性發育及癌症發展有關，而識別組蛋白修飾及疾病發展結果的蛋白配偶體或許是後期開發治療疾病的新型靶點。

Molecular cell：中國科學家發現蛋白修飾與自噬起始新關係

浙江大學的劉偉教授研究小組在著名國際期刊molecular cell發表了最新研究成果：細胞自噬關鍵起始因子LC3能夠在細胞核內被去乙醯化酶Sirt1去乙醯化，進而與核蛋白DOR結合轉運至胞質內發揮自噬起始功能。這項成果為研究大分子核質穿梭如何調控細胞內生理過程提供了重要啟示。

PNAS：組蛋白修飾可控制基因的表達

賓州州立大學（Penn State University)等處的研究者通過研究發現，組蛋白的修飾可以控制是否一個基因被允許發揮功能，這對於維持基因的表達潛力非常重要，以便來確定未來細胞的行為；相關研究刊登於國際著名雜誌PNAS上。研究者使用細胞分裂的螢光錄影技術，就可以觀察到一種名為HO的基因在單一酵母細胞中如何進行表達，正常情況下，HO的表達會使得芽殖酵母變性，即從雄性變成雌性；而更有意思的是這種性轉變僅僅是在母體細胞中發生的。研究者發現，HO基因在98%的母體細胞中表達，同時也在3%的子代細胞中表達。

研究者當前發現的問題是，為何在2%的母體細胞及3%的子代細胞中，HO基因的表達調節是失敗的，最終研究者發現問題出在組蛋白上，組蛋白是一種攜帶有DNA的蛋白複合體，組蛋白結構的改變可以影響部分細胞的功能，進而使得HO基因出現錯誤表達；如果HO基因在單一細胞中開啟，其很有可能在該細胞的後代細胞中也被開啟表達，而HO基因表達的這種短期記憶可以通過組蛋白修飾來完成。

後期研究中，研究者希望繼續深入剖析基因表達，尤其是在單一細胞水平上來研究基因表達，這對於理解人類疾病的發展及致病機理非常重要。相關研究由NIH等機構提供資助。

尋找生物標記物：從蛋白質修飾看癌症和衰老

將於6月4日在上海召開的2015蛋白質修飾與降解論壇上，來自上海交通大學醫學院 的李宇研究員將以《尋找生物標記物：從蛋白質修飾看癌症和衰老》為主題進行演講。主要內容將包括：建立完整的蛋白質修飾譜是當今功能蛋白質組學研究的一個熱點和難點。通過PTMScan技術為大規模鑑定蛋白質修飾提供了新的手段。利用特異性識別蛋白質修飾的抗體富集被修飾的多肽，再通過液相色譜-質譜/質譜偶聯蛋白質質譜技術，可對複雜樣品的蛋白質修飾進行實時分析。利用PTMScan檢測了腫瘤細胞經過不同抗腫瘤藥物處理後蛋白質磷酸化圖譜的改變。另外，利用同樣的方法成功鑑定了在正常飲食和限制性飲食後小鼠蛋白質乙醯化的改變。 我們的工作為腫瘤耐藥性和抗衰老研究提供了新了分子圖譜。

組蛋白H2A泛素化、類泛素化修飾調控的新機制

同樣將參加此次會議的北京大學生命科學學院鄭曉峰 研究員，也將就"組蛋白H2A泛素化、類泛素化修飾調控的新機制"為主題進行演講。

2015蛋白質修飾與降解論壇邀請該領域的國內專家，著重討論自噬、凋亡、壞死性凋亡的調控與泛素化系統，生物製藥與糖基化，細胞信號轉導與磷酸化，感染、炎症、免疫反應中的蛋白修飾與降解，幹細胞更新以及發育過程中的蛋白修飾與降解、不同蛋白修飾系統的交互作用、溶酶體蛋白功能與蛋白降解等，同時也會交流蛋白修飾與降解研究所帶來的新的疾病治療手段。(生物谷Bioon.com)

會議會議詳細信息請參考http://www.bioon.com/z/2015Promd/Index.shtml

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