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Proteome Landscape | 蛋白組全景研究經典文獻概覽

分類:行業資訊   發布時間 2021-02-10   閱讀: 1192

01
多物種的蛋白組全景圖研究
蛋白組學
文章標題:The proteome landscape of the kingdoms of life
發表時間:2020年6月
發表期刊:Nature
影響因子:42.778

重要意義:對真核域、細菌域和古菌域三大領域100種生物展開的大規模蛋白組分析為蛋白層面進化功能比較分析提供寶貴的數據資源。(www.proteomesoflife.org) 

內容簡介:研究人員采用定量蛋白組學的方法首次對古菌域的19種生物、細菌域的49種生物和真核域的32種生物進行蛋白組學(Label Free定量法)分析,獲得200萬種肽和34萬種蛋白質,將擁有可靠實驗證據的蛋白質數量增加了一倍。向蛋白質組特征的平行放大研究邁出了第一步。

通過對生命分類學的采樣,作者創建了蛋白覆蓋率很高的一大批蛋白質組。采用Label free定量蛋白組將它們與所有分類水平的近親和遠親進行比較,推斷共同的和特殊的生物學功能。研究發現,蛋白質組總質量中有相當高的比例致力于蛋白質的動態平衡和折疊,這突顯了在生命的所有分支中維持蛋白質結構的生物學挑戰。同樣,提供能源的途徑也普遍很高,包含光合作用、鐵硫代謝、碳水化合物代謝等等。蛋白質組生命周期的功能(翻譯、延伸、折疊和蛋白水解)占生物體蛋白質組質量的10%;38.4%的已鑒定蛋白質沒有任何生物過程的功能注釋,有趣的是每個物種含量最高的100種蛋白質中也有22.9%無注釋,蛋白質功能域也如此。這部分“黑暗”蛋白質可能代表這些生物體進化發展中基本但獨特的特征,這些特征可能具有生物學或生物技術方面的研究意義。本文主要針對選定的細胞類型、組織和生物狀態展開的研究,未來可探索更多處于不同功能狀態的生物蛋白質組,與基因組、新陳代謝和其他數據的整合,再加上特定物種文庫的機器學習方法的結合,將把系統生物學的視角從模式生物擴展到整個生命樹。

代謝組學

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02
單物種的功能蛋白組全景圖研究
代謝組學

文章標題:The functional proteome landscape of Escherichia coli
發表時間:2020年12月
發表期刊:Nature
影響因子:42.778

重要意義:科學家首次繪制出大腸桿菌的功能蛋白質圖譜,這些數據為推斷蛋白質的功能和相互作用提供了豐富的資源,這種方法可以擴展到其他生物體。

內容簡介:高通量反向遺傳技術的發展能夠實現繪制基因功能和相互作用圖譜的能力,然而,由于存在大量的擾動,這些方法僅限于生長或形態讀出。研究人員通過使用高含量的生物化學讀數,熱蛋白質組圖譜(TMT標記定量法)系統地測定了121個大腸桿菌突變體中近1800個蛋白質的豐度和熱穩定性。結構表明1200多種蛋白質顯著變化,熱穩定性和豐度測量基本上正交。熱穩定性相關的重要蛋白質的狀態和相互作用通常是被調節的,這增加了無法從從遺傳學上獲得的研究蛋白質組的可能性。同時發現,由于它們的共同調節和物理相互作用(與蛋白質、代謝物或輔因子),功能相關蛋白質的豐度和熱穩定性在擾動中有協調的變化。最后,作者將本次數據與現有的大規模表型數據相結合,以獲得除敲除基因本身外的條件生長表型原因的新見解,為成千上萬這樣的因果關系蛋白質-表型聯系提供基礎信息。


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03
臨床疾病的蛋白組全景圖研究
代謝組學

文章標題:Proteogenomic Landscape of Breast Cancer Tumorigenesis and Targeted Therapy
發表時間:2020年11月
發表期刊:Cell
影響因子:38.637

重要意義:迄今為止最大規模的乳腺癌蛋白質組學分析,發現新亞型,提出新療法,突顯了蛋白質基因組學對乳腺癌臨床研究的巨大潛力。

內容簡介:作者采用基于質譜的蛋白質組學(TMT標記定量法)與下一代DNA和RNA測序的整合全面地應用于122例治療初期的原發性乳腺癌研究,包括磷酸化和乙;鹊鞍踪|翻譯后化學修飾進行全面分析。分析中出現了許多具有診斷或治療潛力的觀察結果。蛋白基因組學對標準乳腺癌診斷提出了挑戰,提供了對ERBB2擴增子的詳細分析,定義了可以受益于免疫檢查點療法的腫瘤亞群,并能夠更準確地評估Rb狀態,以預測CDK4/6抑制劑的反應性。磷酸化蛋白質組學圖譜揭示了腫瘤抑制丟失和靶向激酶之間的新聯系。乙;鞍踪|組分析強調了參與DNA損傷反應的關鍵核蛋白質的乙;,并揭示了細胞質和線粒體乙;痛x之間的串擾。結果強調了蛋白質基因組學可以更準確地注釋這種顯著異質性惡性腫瘤的靶向途徑和生物學特征。

代謝組學
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04
外界刺激下宿主磷酸化蛋白組全景圖研究
代謝組學

文章標題:The Global Phosphorylation Landscape of SARS-CoV-2 Infection
發表時間:2020年8月
發表期刊:Cell
影響因子:38.637

重要意義:通過磷酸化蛋白質組全景圖研究,將失調的信號通路的磷酸化圖譜與針對這些信號通路的藥物和化合物一一對應,為新冠病毒療法提供新策略,這種研究方法為尋找新冠肺炎和其他傳染病的其他療法提供指導。

內容簡介:2019年新冠肺炎(COVID-19)危及全球人類生命健康,迫切需要開發抗病毒療法。本文作者采用一項基于定量質譜的磷酸化蛋白質組學(DIA定量法)研究,研究了Vero E6細胞在ARS-CoV-2感染下磷酸化蛋白組的全景變化,揭示了宿主和病毒蛋白上磷酸化的戲劇性重新連接,細胞過程被強行控制。SARS-CoV-2的感染促進酪蛋白激酶II(CK2)和p38MAPK的激活,產生多種細胞因子,關閉有絲分裂激酶,導致細胞周期停滯,同時感染也刺激了含有CK2的絲狀突起的顯著誘導,這些突起具有萌芽中的病毒顆粒。通過繪制全球磷酸化全景圖,鑒定了87種藥物和化合物引起的失調的激酶和通路。研究發現對p38、CK2、CDK、Ax1和PIKFYVE激酶的藥理抑制具有抗病毒功效,代表著潛在的新冠肺炎治療方法,為未來的治療提供了新的思路和依據。

蛋白組學
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技術小結


蛋白質組學

備注:以上技術服務百趣生物均可提供

參考文獻:
1. Nature. 2020 Jun;582(7813):592-596. doi: 10.1038/s41586-020-2402-x. Epub 2020 Jun 17.
2. Nature. 2020 Dec;588(7838):473-478. doi: 10.1038/s41586-020-3002-5. Epub 2020 Dec 9.
3. Cell. 2020 Nov 25;183(5):1436-1456.e31. doi: 10.1016/j.cell.2020.10.036. Epub 2020 Nov 18.
4. Cell. 2020 Aug 6;182(3):685-712.e19. doi: 10.1016/j.cell.2020.06.034. Epub 2020 Jun 28.

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