蛋白质棕榈酰化修饰的分析方法进展 - 分析化学.pdf

第42 卷 分析化学 (FENXI HUAXUE)摇 评述与进展 第4 期 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 2014 年4 月 Chinese Journal of Analytical Chemistry 616 ~622 DOI:10.3724/ SP.J.1096.2014.30779 蛋白质棕榈酰化修饰的分析方法进展 方彩云摇 张晓勤摇 陆豪杰* (复旦大学化学系和生物医学研究院,上海200433) 摘摇 要摇 棕榈酰化修饰是蛋白质翻译后脂质修饰的重要形式之一,在细胞信号传导、代谢、凋亡、疾病的发生、 发展等过程中都起着重要的作用。 因此,定性和定量分析蛋白质棕榈酰化修饰对理解其生物学功能具有重要 意义。 本文综述了近年出现的蛋白质棕榈酰化修饰分析技术和方法及其优缺点,并对其未来的发展趋势进行 了展望。 关键词摇 棕榈酰化修饰;质谱技术;蛋白质组学;评述 1摇 引摇 言 蛋白质翻译后修饰的发生使得蛋白质的结构更复杂、功能更完善,在生物体内起着极为重要的作 用,脂类修饰便是其中一种非常重要的翻译后修饰形式。 棕榈酸盐是丰度最高的脂肪酸,可被共价修饰 到蛋白质上。 根据连接方式不同,棕榈酰化修饰可分为N 型(通过酰胺键连接到Gly/ Cys残基上)和S 型。 蛋白质的S型棕榈酰化修饰(Palmitoylation)是指饱和的16个碳的棕榈酸盐通过硫酯键共价修饰到蛋 [1] 白质Cys的巯基上 ,如图1所示),它是一种动态、可逆的翻译后修饰形式,可在时间和空间上调节蛋白 质的功能。 许多棕榈酰化修饰的可溶或整合膜蛋白质,如信号蛋白质(包括在癌症和突触信号中断关 键因子)、细胞黏附分子和神经递质受体等,可调控蛋白质的活性和稳定性,蛋白鄄蛋白相互作用,促进蛋 白质定位膜脂筏等,在细胞信号传导、代谢、凋亡、疾 [1,2] 病的发生和癌变中都起着重要的作用 。 深入研究和理解蛋白质棕榈酰化修饰的机制, 定性和定量分析含这种修饰的蛋白质,以及对棕榈 酰化和去棕榈酰化修饰相关酶的理解、动态监控棕 榈酰化和去棕榈酰化的周期,对理解复杂信号通路 摇 图1摇 蛋白质的S 型棕榈酰化修饰,饱和的16 个碳的 的空间和时间调节等都具有重要意义。 定点突变法 棕榈酸盐通过硫酯键共价修饰到蛋白质Cys的巯基上 是传统的方法。 一般是将候选的半胱氨酸Cys残基 Fig.1摇 Protein S鄄palmitoylation,which consists in the 突变为Ser或Ala,将突变体克隆和野生型分别转染 attachment of a saturated C16 acyl chain to protein cyste鄄 ines via a thioester bond 细胞,并比较两者的功能差异。 但这种方法不能直 [3] 接检测内源蛋白质,棕榈酰化修饰位点的突变可能会导致附近的Cys残基发生异常 。 此外,许多蛋白 质棕榈酰化抑制剂及去棕榈酰化的棕榈酰硫脂酶也被广泛使用,例如,2鄄溴软脂酸乙烯(2鄄Bromopalmi鄄 [4] [5] tate,2鄄BP) ,浅蓝菌素(Cerulenin)和衣霉素(Tunicamycin)等都具有较好的效果 。 尽管这些方法的 应用促进了人们对蛋白质棕酰化修饰的认识,但在没有任何修饰位点信息提示的情况下,这样的研究过 程不但耗时费力,而且棕榈酰化修饰位点的鉴定比较困难。 这是因为:(1)虽然已知