代谢整合方法加速蛋白质鉴定过程

        一种非天然氨基酸的新陈代谢整合过程，使得研究者能够快速地对哺乳动物细胞溶解产物中新合成的蛋白质进行亲合纯化，目的是通过质谱技术进行直接的鉴定。

        在一个细胞生命周期中任何特定的时刻，蛋白质的表达情况构成了它的蛋白质组模式，这种情形是根据环境刺激而处于不断的动态变化之中。虽然质谱仪技术已经发展成为一种描述不同细胞状态下蛋白质组模式的最为流行的技术，但如果要确定何种基因会由于外界刺激而处于激活状态却并非易事，原因在于新合成的蛋白质肯定在化学特性方面与它们更为年长的兄弟姐妹是相同的。

        为了解决这一问题，Erin  Schuman及其在美国加州理工学院的同事一起设计出了这样一种思路，通过运用一种生物正交亲合键将一种非天然氨基酸进行新陈代谢方面的整合，他们试图直接从细胞中将新合成的蛋白质分离开来。通过运用一种补足键试剂来分离新合成的标记蛋白质，这些“子蛋白”能通过质谱技术直接进行鉴定。使用35S半胱氨酸或者35S甲硫氨酸的新陈代谢整合物，在对这种更为传统的放射示踪技术进行改进时，一种亲合键不仅仅能帮助检测新合成的蛋白质，而且能为了明确的鉴定目的而进行分离。

        这种名为AHA的非天然氨基酸，是一种甲硫氨酸的类似物；如果甲硫氨酸在混合物中被遗漏了，细胞的翻译机制可以将其插入进来替代甲硫氨酸。AHA的侧链包含有一种叠氮化物功能基团，这种基团在自然界中并不存在；但是会自发地和一种炔发生反应以形成一种共价键，这种炔是自然界中并不存在的另一种功能基团。为了从蛋白质组整体库中分离出新合成的由叠氮化物标记的蛋白质，Schuman及其同事开发出了一种以炔为基础的亲合键试剂，它包含有一种旗舰抗体抗原决定基和生物素，这些物质构成了一种和抗生物素蛋白有密切联系的共价组合。这些研究者将他们的标记策略“生物正交非规范性氨基酸标记”简称为BONCAT。

        作为这一原则的证据，研究者将人类胚肾细胞293暴露于AHA的环境中两个小时。他们应用免疫印迹技术，来验证AHA是如何被整合入多个蛋白中的。他们使用生物素旗舰炔亲合试剂来孵化细胞溶解产物，还使用抗生物素蛋白树脂来分离新合成的AHA标记蛋白。他们在这一树脂中消化非活动性的蛋白，然后对这些片段进行鸟枪质谱分析和数据搜寻研究。他们成功地鉴定出了1028种必要型缩氨酸，它们构成了195种新合成的不同蛋白，这些蛋白具有功能和生化特征方面的多样性。

        Schuman及其同事深信他们的方法提供了一种独特的简单线路，以获得各种哺乳动物细胞蛋白质组的瞬间快照。他们建议，BONCAT在细胞培养的后有丝分裂阶段对于新陈代谢标记可能会非常有用，在这当中，稳定的同位素标记法应用于轻型和重型氨基酸变异物正显得非常有挑战性。

        注：夏雨译自2006年8月号的《自然-方法学》，版权为英国NPG出版集团所有。更多信息请访问：http://www.natureasia.com/ch/naturemethods (责任编辑：泉水)

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