#流程大放送# 蛋白質修飾分析流程

2021-01-20 雲生信學生物信息學

由mRNA表達產生的蛋白質需要經過蛋白質翻譯後的化學修飾，即蛋白質修飾，來完成蛋白質的特定功能。化學修飾會引起蛋白質的結構和理化改變，進而引起蛋白質的活性和功能改變。蛋白質修飾包括磷酸化、乙醯化、糖基化等，是調節蛋白質功能的重要方式。例如，蛋白質的磷酸化與細胞信號傳導、細胞周期調節、生長發育以及癌症機理等諸多生物學問題具有密切關係；蛋白質的乙醯化是調節蛋白質活性的一種重要方式；蛋白質的糖基化對蛋白質的三維結構和功能具有重要影響；蛋白質的棕櫚化對於跨膜蛋白質的活性具有重要的調節作用；蛋白質的硝基化和亞硝基化在蛋白質的氧化損傷方面具有重要作用。因此，對蛋白質修飾進行詳細分析對闡明蛋白質的功能具有重要意義。


細胞信號傳導、細胞周期調節、生長發育，氧化機制研究，腫瘤與癌症機理研究等。


根據蛋白質的名稱，找到蛋白質組中的特定蛋白對應的序列文件，下載後進行後續數據處理，序列下載可用網站包括NCBI、EBI等。



對蛋白質組學得到的重要蛋白質，進行功能位點預測，找到其中可能的磷酸化、乙醯化、糖基化位點。磷酸化位點預測對應的軟體包括GPS、PhosphoSitePlus等，乙醯化位點預測對應的軟體包括ASEB、NetAcet等，糖基化位點預測對應的軟體包括NetNGlyc、DictyOGlyc等。

圖1. 預測得到的蛋白質磷酸化位點，包含磷酸化的位置、長度和打分信息。圖中紅色標識的殘基為特定蛋白中具有磷酸化作用的殘基位點。

圖2. 對於特定蛋白預測得到的蛋白質N末端的乙醯化位點，包含乙醯化的殘基名稱和打分信息。


圖3. 對於特定蛋白質預測得到的糖基化位點，包含蛋白質各個位置的糖基化可能性以及閾值。


預測蛋白質的棕櫚醯化位點、硝基化位點和亞硝基化位點


對蛋白質進行功能位點預測，找到其中可能的棕櫚化、硝基化、亞硝基化位點。預測蛋白質棕櫚化位點的軟體包括SUMOsp等。預測硝基化位點和亞硝基化位點的軟體包括GPS-SNO。



圖4. 預測得到的蛋白質棕櫚化位點，包含棕櫚化化的位置、打分和聚類信息。



收集具有特定修飾的蛋白質（例如具有磷酸化的蛋白質），對其進行GO富集分析，分析這些蛋白質生物學功能的相關性。對應的軟體包括GO-slim等。



圖5. 磷酸化蛋白質的GO富集分析，包含蛋白質對應的GO分類、所佔全部蛋白質的百分比以及P-value。






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