哺乳动物总体蛋白质动力学的表征与稳定同位素代谢标记的应用
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摘要: 蛋白质的动态平衡对细胞的成长和维护至关重要。蛋白质周转(蛋白质合成和降解)的准确控制是生物代谢的重要组成部分。每一个蛋白质的合成和降解率取决于其细胞功能的要求与其亚细胞的定位。从蛋白质组学规模上来研究蛋白质在不同组织中的周转可以提供对疾病起因的深入和系统的了解。
我们应用生物体内同位素标记技术,测量了实验小鼠肝脏,血液和脑组织的蛋白质周转率。用来标记健康成年小鼠的食物来源(氮-15标记的小球藻)包含了全部必需的氨基酸和其他养料。从换成氮-15食品起,在每一个氮-15纳入时间点收集组织样品。蛋白质从组织中提取后进行电泳分离,胰蛋白酶胶内酶解。为了保证获取准确的氮-15同位素掺入量,对产生的多肽的测定我们采用超高效液相色谱(UPLC)和高精度高分辨傅立叶变换质谱(LTQFT)。我们还发展了自己的先进数据分析平台来自动处理大量色质数据文件。
我们测定了25 000多肽的氮-15同位素掺入量,其中包含了1 000多个小鼠肝脏,血液和脑组织独特的蛋白质。蛋白质周转率的测定结果可以用与其已知的基因本体论(GeneOntology)生物学途径、细胞组分,和分子功能分类来解释。