蛋白修饰分析流程

#流程大放送#蛋白质修饰分析流程1.背景和意义由mRNA表达产生的蛋白质需要经过蛋白质翻译后的化学修饰，即蛋白质修饰，来完成蛋白质的特定功能。化学修饰会引起蛋白质的结构和理化改变，进而引起蛋白质的活性和功能改变。蛋白质修饰包括磷酸化、乙酰化、糖基化等，是调节蛋白质功能的重要方式。例如，蛋白质的磷酸化与细胞信号传导、细胞周期调节、生长发育以及癌症机理等诸多生物学问题具有密切关系；蛋白质的乙酰化是调节蛋白质活性的一种重要方式；蛋白质的糖基化对蛋白质的三维结构和功能具有重要影响；蛋白质的棕榈化对于跨膜蛋白质的活性具有重要的调节作用；蛋白质的硝基化和亚硝基化在蛋白质的氧化损伤方面具有重要作用。因此，对蛋白质修饰进行详细分析对阐明蛋白质的功能具有重要意义。2.使用范围：细胞信号传导、细胞周期调节、生长发育，氧化机制研究，肿瘤与癌症机理研究等。3.分析步骤：1.找到特定蛋白对应的序列文件根据蛋白质的名称，找到蛋白质组中的特定蛋白对应的序列文件，下载后进行后续数据处理，序列下载可用网站包括NCBI、EBI等。2.预测蛋白质的磷酸化位点、乙酰化位点和糖基化位点对蛋白质组学得到的重要蛋白质，进行功能位点预测，找到其中可能的磷酸化、乙酰化、糖基化位点。磷酸化位点预测对应的软件包括GPS、PhosphoSitePlus等，乙酰化位点预测对应的软件包括ASEB、NetAcet等，糖基化位点预测对应的软件包括NetNGlyc、DictyOGlyc等。图1.预测得到的蛋白质磷酸化位点，包含磷酸化的位置、长度和打分信息。图中红色标识的残基为特定蛋白中具有磷酸化作用的残基位点。图2.对于特定蛋白预测得到的蛋白质N末端的乙酰化位点，包含乙酰化的残基名称和打分信息。图3.对特定蛋白质预测得到的糖基化位点，包含蛋白质各个位置的糖基化可能性以及阈值。3.预测蛋白质的棕榈酰化位点、硝基化位点和亚硝基化位点对蛋白质进行功能位点预测，找到其中可能的棕榈化、硝基化、亚硝基化位点。预测蛋白质棕榈化位点的软件包括SUMOsp等。预测硝基化位点和亚硝基化位点的软件包括GPS-SNO。图4.预测得到的蛋白质棕榈化位点，包含棕榈化化的位置、打分和聚类信息。图5.预测得到的蛋白质硝基化位点，包含硝基化的位置、长度和打分信息。4.修饰后蛋白质的GO富集分析收集具有特定修饰的蛋白质（例如具有磷酸化的蛋白质），对其进行GO富集分析，分析这些蛋白质生物学功能的相关性。对应的软件包括GO-slim等。图6.磷酸化蛋白质的GO富集分析，包含蛋白质对应的GO分类、所占全部蛋白质的百分比以及P-value。4.分析流程图：5.参考文献：Wang,L.,Du,Y.,Lu,M.,&Li,T.(2012).ASEB:awebserverforKAT-specificacetylationsiteprediction.Nucleicacidsresearch,40(WebServerissue),W376–9.doi:10.1093/nar/gks437Ren,J.,Gao,X.,Jin,C.,Zhu,M.,Wang,X.,Shaw,A.,…Xue,Y.(2009).Systematicstudyofproteinsumoylation:Developmentofasite-specificpredictorofSUMOsp2.0.Proteomics,9,3409–3412.doi:10.1002/pmic.200800646Gupta,R.,Jung,E.,Gooley,aa,Williams,K.L.,Brunak,S.,&Hansen,J.(1999).ScanningtheavailableDictyosteliumdiscoideumproteomeforO-linkedGlcNAcglycosylationsitesusingneuralnetworks.Glycobiology,9(10),1009–22.Retrievedfrom(2005).NetAcet:predictionofN-terminalacetylationsites.Bioinformatics(Oxford,England),21(7),1269–70.doi:10.1093/bioinformatics/bti130