糖尿病模型小鼠肝脏的磷酸化蛋白质.docxVIP

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糖尿病模型小鼠肝脏的磷酸化蛋白质

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长沙医学院基础医学院湖南长沙410219

摘要：磷酸化是目前研究最为广泛的一种蛋白质翻译后修饰，通过细胞信号转导、调节基因表达来调控着机体众多生物学进程，异常的蛋白磷酸化可能会直接导致疾病的产生。以高脂喂养瘦素蛋白受体缺陷型小鼠，构建Ⅱ型糖尿病小鼠模型进行磷酸化蛋白质组学分析。为比较正常小鼠与糖尿病模型小鼠的磷酸化蛋白质差异，全面提取正常小鼠与糖尿病模型小鼠肝脏组织总蛋白，经胰酶酶解，对肽段进行稳定同位素双甲基化定量标记，富集并分离磷酸化肽，质谱检测，共鉴定出214个有定量信息的磷酸化蛋白和356个非冗余磷酸化位点。将这些数据进一步分析，我们发现在C57BL/6小鼠的糖尿病发生发展过程中，一些参与能量代谢过程中的蛋白发生了磷酸化差异变化，推测这些通路变化可能与小鼠糖尿病病发存在着一定联系。

关键词：磷酸化；Ⅱ型糖尿病；蛋白质组学；定量标记；能量代谢

Abstract：Phosphorylationisoneofthemostwidelystudiedpost-translationalmodificationsofproteins.Itregulatesmanybiologicalprocessesthroughcellsignaltransductionandregulationofgeneexpression.Theproteinwithabnormalphosphorylationmayleadtodiseasedirectly.Inthisstudy,weconstructedtypeIIdiabeticmousemodelbyfeedingleptinreceptor-deficientmicewithhighfat.Aimingtocomparephosphoproteomedifferencesbetweennormalanddiabeticmice，weextractedandtrypsindigestedliverproteins，dimethyllabeledpeptides，enrichedandfractionationedphosphopeptides,anddetectedbymassspectrometry.Overall，weidentified214phosphoproteinsand356non-redundantphosphosites.Withfurtheranalysis，wefoundthatinthedevelopmentofdiabetesinC57BL/6mice,someproteinsinvolvedinenergymetabolismhaveundergonephosphorylationdifferences,suggestingthatthesepathwaychangesmaybeassociatedwiththedevelopmentofdiabeticdiseaseinmice.

Keywords：Phosphorylation；typeIIdiabetes；proteomics；quantitativelabeling；energymetabolism

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前言

高等动物体内，绝大多数的蛋白质功能是受翻译后修饰调节的[1]，而磷酸化是目前研究最为广泛的一种修饰。在哺乳动物的生命周期中约有1/3的蛋白质发生过磷酸化修饰，磷酸化修饰是在蛋白激酶的作用下完成的，而许多激酶本身的活性也是通过磷酸化激活的[2]，激酶活化后启动磷酸化级联反应，通过细胞信号转导、调节基因表达来调控着生物体的生长、发育等众多生物学进程，异常的蛋白磷酸化可能会直接导致疾病的产生，例如免疫缺陷等等[3]。本研究通过比较正常小鼠与糖尿病模型小鼠肝脏蛋白的磷酸化变化，有助于找出在糖尿病的产生发展过程中，参与相关信号通路的蛋白表达水平变化或者修饰水平变化，以及通路蛋白的相互作用。糖尿病是由遗传以及环境因素共同作用引起的一种常见病，根据发病机制不同可以分为Ⅰ型糖尿病和Ⅱ型糖尿病。Ⅰ型糖尿病是由于胰岛素分泌不足或者不分泌导致的葡萄糖代谢途径受阻；Ⅱ型糖尿病则是由于胰岛素抵抗即对胰岛素不敏感造成，95%以上的糖尿病患者都属于此型。糖尿病会诱发一系列并发症，例如心血管疾病、糖尿病足病、肾病、视网膜病变和神经细胞病变等等。