99-规模化磷酸化蛋白质组学新技术和新方法研究

99-规模化磷酸化蛋白质组学新技术和新方法研究

规模化磷酸化蛋白质组学新技术和新方法研究 宋春侠，叶明亮，王方军，程凯，邹汉法*

中国科学院大连化学物理研究所，大连，116023

*Email: hanfazou@dicp.ac.cn

作为一种最重要的蛋白质翻译后修饰，蛋白质磷酸化在细胞生长，分裂，分化和代谢过程中起着至关重要的作用。近年来，受益于生物质谱技术研究平台的飞速发展，磷酸化蛋白质组学研究取得了令人瞩目的成就。在定性分析方面，我们发展了一种基于不同pH值的具有高度正交性的二维色谱分离方法用于规模化磷酸化肽段的鉴定。将该方法用于肝脏磷酸化蛋白质组学分析，可以在人肝组织中鉴定到9719个磷酸化位点和2998个磷酸化蛋白，这是目前已知的肝脏磷酸化蛋白质组学最大的数据集，为深入了解磷酸化修饰在肝脏代谢过程中的生物学功能研究提供了有力的工具。对定量蛋白质组学研究来说，如何提高定量结果的准确性对于后续生物学验证则显得更为重要。针对这一问题，我们提出了一种拟三重标二甲基同位素标记方法。与传统的需要多次技术重复改进定量准确性的两重标记方法相比，拟三重标方法仅需要消耗一半的样品量和分析时间就可以完成两次分析，而定量到磷酸肽的数目却可以增加将近50%。将该方法用于肝癌和正常人肝蛋白质组大规模磷酸化定量分析中，可以在42小时内准确定量到将近2000个磷酸化位点，这也是已报道的人类肝脏定量磷酸化蛋白质组学最大的数据集。

关键词：磷酸化；蛋白质组学；液相色谱；质谱技术

参考文献

[1] Song, C. X., Ye, M. L., Han, G H, et al., Anal. Chem.2010, 82: 53

[2] Song, C. X., Wang, F J,Ye, M. L., et al., Anal. Chem.2011, 83: 7755

[3] Wang, F J, Song, C. X.,Ye, M. L., et al., Anal. Chem.2011, 83: 8078

Development of New Methods for Comprehensive Phosphoproteomics

Analysis *

Dalian Institute of Chemical Physics, Dalian, 116023,

As one of the most important post-translational modifications (PTMs), the functional roles of protein phosphorylation and how these PTMs are modulated in liver remain to be elucidated. Herein we applied a novel approach of reversed-phase-reversed-phase liquid chromatography (RP-RPLC) to realize the global phosphorylation analysis of human liver. A total of 9, 719 highly confident p-sites from 2,998 substrates in human liver have been identified, which become the largest data set for human liver phosphoproteome. Quantification of specific phosphopeptides or phosphorylation sites is critical to better understand the role of reversible phosphorylation in cellular processes. Here, a pseudo triplex stable isotope dimethyl labeling approach was developed to improve the accuracy and the throughput of comprehensive quantitative phosphoproteome analyses. 1831 phosphopeptides corresponding to 1918 unique phosphorylation sites from hepatocellular carcinoma (HCC) and normal human liver tissues were quantified reliably in a 42-h multidimensional analysis.