蛋白质组学/翻译后修饰/磷酸化蛋白质组学
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磷酸化蛋白质组学是蛋白质组学的一个分支，它研究带有磷酸基团的蛋白质的鉴定和表征。蛋白质磷酸化是一种可逆的翻译后修饰，在信号转导、蛋白质功能和定位中发挥着重要作用。丝氨酸、苏氨酸和酪氨酸残基的磷酸化在哺乳动物细胞中最常见，而组氨酸和天冬氨酸的磷酸化在真核生物中很少见。
传统上，磷酸化蛋白质组学的检测和表征是通过激酶、磷酸酶、生化和遗传研究完成的 [1]。近年来，由于抗体、二维凝胶电泳和质谱仪能够提供高通量特异性结果，因此被广泛应用。由于质谱在磷酸化蛋白质组学分析中的使用，在样品制备、仪器、定量方法和信息学领域取得了巨大进展 [2]。
对细胞和组织的磷酸化蛋白质组学分析提供了关于细胞信号传导、细胞分化状态、新的磷酸化基序、激酶-底物特异性以及蛋白质磷酸化的数量和类型的见解。癌症磷酸化蛋白质组学研究可能为我们提供潜在的生物标志物。
面向大众的磷酸化蛋白质组学
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- 主要重点是概述使用质谱进行磷酸化蛋白质组学分析、当前应用以及该领域的未来挑战。
- 鸟枪法蛋白质组学
- 该方法涉及蛋白质混合物的消化，通过液相色谱和串联质谱分离肽，以识别混合物中的蛋白质。（https://en.wikipedia.org/wiki/Shotgun_proteomics）
- 碰撞解离
- 该方法涉及加速的分子离子与惰性气体分子的碰撞，导致带电离子产生更小的片段。（https://en.wikipedia.org/wiki/Collision-induced_dissociation）
- 电子诱导解离
- 该方法涉及捕获或转移电子到带电离子以诱导其断裂。（1：https://en.wikipedia.org/wiki/Electron_transfer_dissociation 2：https://en.wikipedia.org/wiki/Electron_capture_dissociation）
- 错误发现率
- 它是假阳性数量与假阳性数量和真阳性数量之和的比率。（https://en.wikipedia.org/wiki/False_discovery_rate）
- 磷酸化肽富集
- 是分离和浓缩带有磷酸基团的肽，以便通过质谱进行进一步分析。（来源：https://en.wikipedia.org/wiki/Phosphoproteomics）
L-磷酸丝氨酸 
亲和柱色谱
- 磷酸化肽富集策略，如基于亲和力的方法（固定化金属亲和层析 (IMAC)、金属氧化物亲和层析 (MOAC) 和强阳离子交换 (SCX)、抗-pTyr 免疫亲和方法）和其他替代方法（BEMA (β-消除/迈克尔加成)、磷酰胺化学 (PAC)、磷酸金属亲和层析 (PMAC) 和磷酸钙沉淀）目前正在与 MS 联用，以防止不稳定的磷酸化肽在电离过程中的抑制。串联 MS 方法涉及通过毛细管液相色谱分离磷酸化肽混合物，然后进行电喷雾电离 (ESI)，生成多个质子化的气相肽阳离子。这种前体选择、解离和碎片离子质量分析的过程在分析物从液相色谱柱洗脱时对分析物物种进行迭代。这种基于 MS 的方法有助于识别肽的一级序列和磷酰基修饰的位置。
- 肽断裂可以通过碰撞活化解离 (CAD)、电子捕获解离 (ECD) 和电子转移解离 (ETD) 来实现。定量方法，如代谢标记、等压标记、同位素标记和同位素稀释，被广泛用于通过掺入重稳定同位素来产生具有细微质量差异的肽。最近，无标记方法也被用于磷酸化肽的定量。然后使用质谱峰的强度来确定肽在一种条件下与另一种条件下的相对量。适用于磷酸化蛋白质组学的传统鸟枪法蛋白质组学策略涉及在肽和蛋白质水平上使用靶标-诱饵数据库搜索，从而可以控制数据集的错误发现率 (FDR)。
- 目前有多种软件工具可用于识别位点定位（例如 Ascore、PhosphoScore、Phosphinator 和 SLomo）、数据共享/挖掘（例如 PhosphoSitePlus、Phospho.ELM、磷酸化位点数据库 (PHOSIDA) 和 PhosphoPep）。高分辨率质谱分析可用于区分等量异构修饰，如磷酸化和磺酸化。质谱技术和相关仪器的不断发展不仅会增加大量的磷酸化蛋白质组学数据，还会提高动态范围和灵敏度。这将使人们能够用更少量的样品进行检测，并识别丰度较低的磷酸化事件。利用信息学来利用现有的数据并获得生物学见解将有助于磷酸化蛋白质组学的研究。
- 本文与蛋白质组学课程相关，因为它概述了磷酸化蛋白质组学分析中的质谱技术。