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隨著質譜技術的快速發展，翻譯后修飾組學的研究也呈現井噴式的增長。但是翻譯后修飾相對蛋白質組學來講，研究難度較大。除了翻譯后修飾本身豐度低，檢測技術方法要求較高以外，修飾類型的種類多樣性以及功能多樣性也是困擾大家快速選擇合適研究的重要原因。本期從泛素化、乙酰化、磷酸化、糖基化四大修飾類型入手，匯總各種修飾發生過的生物學過程、參與的生物學功能以及研究推薦的解決方案，希望可幫助大家快速找到適合自己研究背景的修飾方向。 泛素化：蛋白表達水平調控者 泛素(ubiquitin, Ub)是一種由76個氨基酸組成的小分子蛋白質, 廣泛存在于所有真核細胞中, 且序列高度保守, 從酵母到人僅相差3個氨基酸。泛素分子全長包含7個賴氨酸位點(K6, K11, K27, K29, K33, K48和K63)，如果靶蛋白結合單個泛素分子, 則稱為單泛素化；如果靶蛋白的多個Lys殘基同時被單個泛素分子標記稱為多泛素化；而靶蛋白的單個Lys殘基被多個泛素分子標記則稱為多聚泛素化。 生物學過程及功能 泛素-蛋白酶體降解途徑(ubiquitin-pro-teasomepathway, UPP)介導了真核生物體內80%~85%的蛋白質降解。泛素化過程通常需要3種泛素化酶的協同作用: E1泛素激活酶(ubiquitin-activating enzyme)、E2 泛素偶聯酶(ubiquitin-conjugating enzymes)和 E3 泛素連接酶(ubiquitin-ligase enzymes)。可參見如下泛素化發生過程圖。 泛素-蛋白酶體降解是調控蛋白表達水平的重要機制，參與了幾乎所有生命過程，通過對蛋白質穩定性、定位、活性以及相互作用的調控，廣泛參與轉錄調節、DNA損傷修復、細胞周期、細胞凋亡、囊泡運輸等生理過程。 泛素化發生過程圖 重點推薦應用方向 推薦組學方法 4D 蛋白質組學+4D 泛素化組學 糖基化：免疫識別與應答的關鍵 糖基化是一種古老的蛋白質翻譯后修飾，常見于細胞外的糖被結構和細胞內部的內質網和高爾基體內。相對于磷酸化、乙酰化修飾等相對較為簡單的翻譯后修飾來講，糖基化修飾稍顯復雜。 但是糖類重要的生物學功能不容忽視，例如細胞外的糖被是由糖蛋白和糖脂組成。糖被中的糖蛋白通常帶有多聚糖類型的糖基化修飾，糖被不僅能保護和潤滑細胞,而且與細胞表面的識別以及細胞的黏連都有關系。 根據氨基酸和寡糖鏈糖苷鍵鏈接的不同，最受到關注以及研究較多的是如下兩類糖基化： 以絲氨酸（ser），蘇氨酸(Thr)和羥賴氨酸的羥基為連接點，形成O-鏈接糖型。 O-糖基化位點不具有保守性的蛋白特征序列,且存在多種核心結構。O-糖型組成可以由一個或者多個單糖單元組，結構較為簡單,但連接方式和亞型繁多,因此結構較為復雜。 O糖型結構組成 以天冬酰胺（Asn）的酰胺基、N末端氨基酸的α -氨基或精氨酸的ω- 氨基等為連接點，形成N-連接糖基。 N-糖基化位點修飾具有保守的氨基酸序列NX-S/T，其中X為除脯氨酸意外的其他氨基酸。且寡糖鏈也是較為規則的，有一個五糖核心和0-4個天線分叉組成的較為保守的糖鏈結構。 N 糖型結構組成 在做糖基化修飾之前一定要確定好研究目的： 如是某樣品中糖基化位點，還是對感興趣的糖型組成，或是位點特異性糖型，可能所采用的技術路線有較大差異，感興趣的童鞋可以參考如下糖組學檢測的實驗過程。 質譜法大規模糖組學研究流程 重點推薦應用方向 推薦組學方法 糖基化定位定量組學、糖肽組學等 乙酰化：高度保守的代謝調控 乙酰化修飾（acetylation）是指在酶（或非酶）的作用下將乙酰CoA的乙酰基團轉移至蛋白質氨基酸殘基上。說到乙酰化修飾，目前研究最多的是組蛋白上的乙酰化修飾，其在表觀調控過程中至關重要。然而，乙酰化修飾更廣泛的功能并不限制于在細胞核內，在胞漿及其他亞細胞中的大量的蛋白上，也存在著豐富的乙酰化修飾，我們稱為非組蛋白的乙酰化修飾。 代謝調控是賴氨酸乙酰化修飾的最重要功能，無論是真核生物還是原核生物。代謝調控是生物的最基本、最重要的功能。代謝酶的乙酰化修飾是及其廣泛的，包括三羧酸循環、糖異生、糖酵解、糖原代謝、脂肪酸代謝、尿素循環等，而在這些代謝通路中，發生乙酰化修飾的代謝酶所占比例竟高達90%。此外，從原核到真核生物，乙酰化的代謝調控都普遍存在的，因此，乙酰化的代謝調控在進化上是十分保守的。 重點推薦應用方向 代謝綜合癥、運動與健康、肝臟脂代謝、能量代謝調控 推薦機制+表型 4D乙酰化+非靶代謝組學 4D 乙酰化+能量代謝 磷酸化：信號通路調控的開關 磷酸化是目前研究認知程度較高也是研究選擇較多的翻譯后修飾。 蛋白磷酸化修飾發生的過程是指在激酶催化作用下把ATP或者GTP的磷酸基團（P04）轉移到三種不同種類的氨基酸上（主要包括絲氨酸S、蘇氨酸T、酪氨酸Y），從而使蛋白質發生翻譯后修飾的過程。 特點：生物體內有超過三分之一的蛋白可以發生磷酸化修飾，號稱“修飾之王”，普遍參與信號傳遞與信號調控過程，通過磷酸化與去磷酸化起到分子開關的作用。 重點推薦應用方向 神經、腫瘤，植物抗逆、植物激素調控等 推薦組學方法 蛋白+磷酸化組學機制研究黃金搭檔組合 ? 中科新生命修飾組學產品線介紹 經過多年潛心研發,【中科新生命】不僅提供適合臨床大隊列樣本的DIA磷酸化蛋白質組學至磷酸化蛋白PRM靶向驗證的一站式服務；更針對不同實驗需求，推出了泛素化、乙酰化、糖基化、甲基化等眾多修飾組學，歡迎感興趣的老師前來咨詢。 ?
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