鄒鵬課題組與合作者發(fā)展研究酵母蛋白質(zhì)組新技術(shù)
2020年5月29日，北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院、合成與功能生物分子中心、北大-清華生命科學(xué)聯(lián)合中心鄒鵬課題組與國(guó)家蛋白質(zhì)中心楊靖課題組合作，在《細(xì)胞化學(xué)生物學(xué)》雜志上發(fā)表了題為“A Clickable APEX Probe for Proximity-Dependent Proteomic Profiling in Yeast”的研究論文。論文報(bào)道了一種針對(duì)酵母細(xì)胞開發(fā)的新探針工具Alk-Ph，實(shí)現(xiàn)了對(duì)活體酵母細(xì)胞中空間特異性蛋白質(zhì)組的標(biāo)記與高通量鑒定。
研究真核細(xì)胞中蛋白質(zhì)組的空間分布對(duì)于闡明調(diào)控細(xì)胞生命過(guò)程的分子機(jī)制有著重要的意義。酵母是一類被廣泛使用的模式生物，常被用于研究營(yíng)養(yǎng)代謝、細(xì)胞增殖、應(yīng)激響應(yīng)等重要生物學(xué)過(guò)程。然而目前為止，研究酵母細(xì)胞空間特異性蛋白質(zhì)組都需要預(yù)先破壞其細(xì)胞壁，因而不能研究活細(xì)胞。鄒鵬課題組采用酶促自由基標(biāo)記策略，在前期工作的基礎(chǔ)上發(fā)展了一種具有良好細(xì)胞壁通透性能的新探針——炔基-苯酚（Alk-Ph）。在活細(xì)胞中進(jìn)行標(biāo)記后，帶有探針的靶蛋白可通過(guò)點(diǎn)擊化學(xué)反應(yīng)連接上生物素或熒光基團(tuán)，以便后續(xù)的富集或成像（如圖1）。借助定量蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)，該方法共鑒定到酵母線粒體基質(zhì)中165個(gè)蛋白質(zhì)，特異性高達(dá)94%，覆蓋度為已有方法的兩倍以上。
該論文還報(bào)導(dǎo)了Alk-Ph的另外兩種用途。一是能夠用于鑒定標(biāo)記肽段上的修飾位點(diǎn)，從而助力分析膜蛋白的跨膜拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。二是能夠?qū)湍讣?xì)胞中的RNA分子進(jìn)行標(biāo)記，為研究酵母轉(zhuǎn)錄組空間分布奠定了基礎(chǔ)。這些工作進(jìn)一步證明了該方法具有高度的空間特異性和良好的覆蓋度，將鄰近標(biāo)記策略推廣至微生物學(xué)領(lǐng)域。
圖1. 利用Alk-Ph探針標(biāo)記酵母細(xì)胞線粒體基質(zhì)蛋白質(zhì)組
鄒鵬課題組的博士研究生李逸是本文的第一作者，楊靖研究員和鄒鵬研究員是該論文的共同通訊作者。楊靖課題組的研究生田彩平、劉科科和鄒鵬課題組博士研究生周穎也部分參與了該項(xiàng)課題研究。該研究得到了科技部、國(guó)家自然科學(xué)基金委、生物有機(jī)與分子工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、北京分子科學(xué)國(guó)家研究中心、蛋白質(zhì)組重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、北大-清華生命科學(xué)聯(lián)合中心等部門的經(jīng)費(fèi)支持。
原文鏈接：https://www.cell.com/cell-chemical-biology/fulltext/S2451-9456(20)30152-5
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