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文章总结:
研究背景:
- 靶向蛋白质组学中,通过亲和纯化分离目标蛋白是关键步骤,通常将诱饵蛋白固定在固体支持物表面进行亲和纯化,但传统的固定方法存在一些问题,如非共价相互作用弱、抗体或亲和试剂的结合效率和特异性不一、直接共价偶联缺乏位点选择性等。
研究方法与内容:
设计位点特异性共价偶联反应:
- 利用磷脂酶Cγ1 C -末端SH2结构域(PLCγ1 - c - SH2)与工程配体肽PGFpYXEAN(来自PLCγ1的X - Y接头,X为带有α - 氯乙酰基的非天然氨基酸)之间的位点特异性共价偶联反应,PGFpYXEAN通过N末端氨基基团固定在NHS活化的琼脂糖树脂上,然后HP1β CD - PLCγ1 - c - SH2融合蛋白通过SH2结构域与PGFpYXEAN反应,实现HP1β CD在琼脂糖表面的固定。
- 验证反应:将重组表达和纯化的PLCγ1 - c - SH2和配体肽在PBS中混合,通过质谱证实形成稳定的共价交联;对HP1β CD - PLCγ1 - c - SH2融合蛋白与BC - k配体肽的反应动力学进行详细研究,发现咪唑能促进共轭反应,且反应具有特异性。
通过BC - k肽共价固定HP1β CD - PLCγ1 - c - SH2:
- 将BC - k肽共价偶联到NHS功能化的琼脂糖树脂上,然后加入HP1β CD - PLCγ1 - c - SH2融合蛋白进行共价偶联反应,量化结果表明融合蛋白中的SH2结构域能有效地与琼脂糖表面展示的BC - k肽反应,且表面展示的HP1β CD蛋白能够结合甲基化赖氨酸含蛋白质。
- 通过对比实验发现,与利用镍 - 次氮基三乙酸(Ni - NTA)琼脂糖锚定His标签的HP1β CD - PLCγ1 - c - SH2融合蛋白的方法相比,AGCC共价固定化背景更低,能减少与裂解液蛋白质的非特异性相互作用,且共价锚定能有效防止表面展示蛋白质的泄漏,降低后续质谱分析中噪声肽的水平。
通过共价固定化策略分析MCF - 7细胞中的甲基化组:
- 利用AGCC展示的HP1β CD与MCF - 7细胞裂解液中HP1β CD蛋白相互作用,对亲和富集的蛋白质进行SDS - PAGE分析、凝胶内消化和质谱分析,鉴定出322种与HP1β CD相关的蛋白质,其中184种是赖氨酸甲基化(Kme)蛋白质,共鉴定出275个不同的赖氨酸甲基化位点,包括101个三甲基化位点、100个二甲基化位点和77个单甲基化位点。
- 与已知甲基化蛋白质数据库对比,发现AGCC策略能发现更多赖氨酸甲基化蛋白质和位点;对鉴定的赖氨酸甲基化蛋白质进行亚细胞定位和基序分析,发现细胞质蛋白质占多数,且甲基化赖氨酸位点没有明显的主导基序。
研究结论:
- 开发了基于亲和导向共价偶联(AGCC)的新蛋白质固定化策略,利用工程BC - k肽与PLCγ1 - c - SH2结构域之间的Cys - 氯乙酰基亲核S_N2反应,有效地固定了HP1β CD作为诱饵,用于甲基化赖氨酸蛋白质的蛋白质组分析。
- AGCC策略使诱饵蛋白具有均匀的取向,同时保持其结构和活性,有助于生物偶联在AP / MS研究中的应用,推动了蛋白质固定化方法的进步,加速了对更多表观遗传功能的理解。