2020年ASMS美国质谱年会 ，专题报道之翻译后修饰PT

来源：精准医学与蛋白组学

1. 全新组蛋白乳酸化修饰调控癌症和炎症等疾病

Identification and characterization of a new protein post-translational modification, lysine lactylation, by mass spectrometry-based proteomics approaches

来自芝加哥大学赵英明教授课题组的张迪博士给大家分享了其2019年10月发表在Nature上的最新研究。肿瘤中有其特殊的能量代谢特征，被称为温伯格效应（Warburg effect），具体表现为即使在有氧条件下也会倾向于采用糖酵解的方式获取能量并积累大量的乳酸。但长期以来，这种积累的乳酸一直被视为一种单纯的细胞能源物质和代谢产物，并没有认识到其在生物学功能中的重要调控作用。

报告者的研究提出，代谢过程中积累的乳酸可以作为前体物质导致组蛋白赖氨酸发生乳酸化修饰（lysine lactylation），并参与细菌感染的M1巨噬细胞的稳态调控。该发现不仅为蛋白质的翻译后修饰研究开辟新的领域，也为代谢产物乳酸在肿瘤、免疫等领域参与的研究指引了新方向。

2. 从单细胞到单胚胎：细胞周期早期的蛋白磷酸化动力学研究

From single cell to single embryo: Unraveling protein phosphorylation dynamics of the early cell cycle

来自荷兰蛋白组学研究中心的Juan M Valverde博士给大家带来关于细胞周期早期的磷酸化动力学研究的报告。单细胞水平的蛋白质组学动态研究目前仍然是一个很有挑战性的方向，对于翻译后修饰如磷酸化等来说研究难度更大。但近些年来基于质谱检测技术的提高在单细胞水平蛋白组的研究领域已经取得了不少研究成果。

本场报告中，研究者介绍了运用shotgun和靶向蛋白质组学来研究细胞分裂早期蛋白磷酸化的动力学。以非洲爪蟾卵母细胞为模型，研究者共鉴定出4500多个磷酸化位点，其中约200个磷酸化修饰位点的调控与细胞分裂同步进行。进一步的研究显示这些磷酸化事件与颗粒形成，DNA复制和染色质重塑相关联从而调节早期细胞周期。

3. 活化离子电子转移解离（AI-ETD）技术解析ADP-核糖基化修饰

Mapping ADP-ribosylation using Activated Ion Electron Transfer Dissociation (AI-ETD)y

来自丹麦诺和诺德基金会蛋白质研究中心的Sara C Buch-Larsen博士给大家带来了基于质谱的ADP-核糖基化修饰研究的报告。ADP-核糖基化（ADPr）是一种在细胞中发挥重要作用的不稳定翻译后修饰。之前的研究发现，基于电子转移解离（ETD）的碎裂是鉴定ADPr修饰的重要方式，但是该反应通常会导致非解离电子转移（ETnoD），特别是对于像ADPr修饰这样低质荷比的肽段前体。

报告者的研究表明，电子转移高能碰撞解离（EThcD）这种碎裂方式在鉴定ADPr修饰位点上优于ETD，而活化离子ETD（AI-ETD）能够使用红外光活化技术来克服ETnoD，这在鉴定ADPr修饰可靠性上比EThcD的优势更显著。

4. 蛋白质组学方法定量蛋白热稳定性的研究

Quantification of thermal stability of intact proteoforms using quantitative top-down proteomics

来自俄克拉荷马大学的Kellye A Cupp-Sutton博士带来了通过Top-down蛋白质组学方法对完整蛋白的热稳定性进行定量研究的报告。自上而下定量蛋白质组学技术（Top-down proteomics）的发展使得研究人员能够在蛋白而非肽段水平上来研究蛋白质组。该技术对于解析体内具有重要活性的单个蛋白具有广泛的应用价值，而这是传统的自下而上（Bottom-up）蛋白质组学方法所无法实现的。

报告者的研究将定量自上而下的蛋白质组学应用于热蛋白质组分析（TPP），以观察结构变异对蛋白质稳定性的影响。研究者开发出了一套高通量的自上而下的TPP工作流程，包括内部软件的开发，以识别和分析不同蛋白形式。研究结果确定了翻译后修饰（PTM）对蛋白热稳定性的影响，对于后续该领域的研究具有重要的指导意义。

5. Top-down定量蛋白质组学揭示p300和CBP的底物特异性

Quantitative Top-Down Proteomics reveals the Distinct Substrate Specificity of p300 and CBP

来自美国贝勒医学院的Tao Wang博士带来了关于Top-down定量蛋白质组学揭示p300和CBP的不同底物特异性研究的报告。p300 和 CBP是调控细胞中组蛋白乙酰化并促进转录共活化的赖氨酸乙酰转移酶。已有的研究显示p300 和CBP会乙酰化相同的位点，他们在酶活调控程度上差异很小。同时，它们经常在转录过程中互换或同时发挥促乙酰化作用。尽管其调控的位点特异性差异很小，但已有多个研究表明p300和CBP同时存在并不是冗余的。

研究者使用自上而下的质谱分析技术以及体外酶学和体内研究相结合的方法，发现p300和CBP实际上在底物特异性上有显著差异并发挥不同的功能。在这个过程中，多种翻译后修饰（PTM）在单分子或蛋白形式水平上的共调控对于p300 和 CBP的底物特异性差异具有重要作用。