蛋白质修饰分析

　　实验介绍由mRNA表达产生的蛋白质需要经过蛋白质翻译后的化学修饰，即蛋白质修饰，来完成蛋白质的特定功能。化学修饰会引起蛋白质的结构和理化改变，进而引起蛋白质的活性和功能改变。蛋白质修饰包括磷酸化、乙酰化、糖基化等，是调节蛋白质功能的重要方式。例如，蛋白质的磷酸化与细胞信号传导、细胞周期调节、生长发育以及癌症机理等诸多生物学问题具有密切关系；蛋白质的乙酰化是调节蛋白质活性的一种重要方式；蛋白质的糖基化对蛋白质的三维结构和功能具有重要影响；蛋白质的棕榈化对于跨膜蛋白质的活性具有重要的调节作用；蛋白质的硝基化和亚硝基化在蛋白质的氧化损伤方面具有重要作用。因此，对蛋白质修饰进行详细分析对阐明蛋白质的功能具有重要意义

 

　　使用范围

 

　　细胞信号传导、细胞周期调节、生长发育，氧化机制研究，肿瘤与癌症机理研究等。

 

　　服务流程:

 

　　分析步骤

 

　　1. 找到特定蛋白对应的序列文件

 

　　根据蛋白质的名称，找到蛋白质组中的特定蛋白对应的序列文件，下载后进行后续数据处理，序列下载可用网站包括NCBI、EBI等。

 

　　2. 预测蛋白质的磷酸化位点、乙酰化位点和糖基化位点

 

　　对蛋白质组学得到的重要蛋白质，进行功能位点预测，找到其中可能的磷酸化、乙酰化、糖基化位点。磷酸化位点预测对应的软件包括GPS、PhosphoSitePlus等，乙酰化位点预测对应的软件包括ASEB、NetAcet等，糖基化位点预测对应的软件包括NetNGlyc、DictyOGlyc等。

 

　　3. 预测蛋白质的棕榈酰化位点、硝基化位点和亚硝基化位点

 

　　对蛋白质进行功能位点预测，找到其中可能的棕榈化、硝基化、亚硝基化位点。预测蛋白质棕榈化位点的软件包括SUMOsp等。预测硝基化位点和亚硝基化位点的软件包括GPS-SNO

 

　　4.修饰后蛋白质的GO富集分析

 

　　收集具有特定修饰的蛋白质（例如具有磷酸化的蛋白质），对其进行GO富集分析，分析这些蛋白质生物学功能的相关性。对应的软件包括GO-slim等。

 

　　  图1. 预测得到的蛋白质磷酸化位点，包含磷酸化的位置、长度和打分信息。图中红色标识的残基为特定

 

　　蛋白中具有磷酸化作用的残基位点。

 

　　图2. 对于特定蛋白预测得到的蛋白质N末端的乙酰化位点，包含乙酰化的残基名称和打分信息。

 

　　图3. 对于特定蛋白质预测得到的糖基化位点，包含蛋白质各个位置的糖基化可能性以及阈值。

 

　　图4. 预测得到的蛋白质棕榈化位点，包含棕榈化化的位置、打分和聚类信息。

 

　　图5. 预测得到的蛋白质硝基化位点，包含硝基化的位置、长度和打分信息。

 

　　图6. 磷酸化蛋白质的GO富集分析，包含蛋白质对应的GO分类、所占全部蛋白质的百分比以及P-value。

 

　　参考文献[1] Ren, J., Gao, X., Jin, C., Zhu, M., Wang, X., Shaw, A., Xue, Y. (2009). Systematic study of protein sumoylation: Development of a site-specific predictor of SUMOsp 2.0. Proteomics, 9, 3409–3412. doi:10.1002/pmic.200800646

 

　　[2] Gupta, R., Jung, E., Gooley, a a, Williams, K. L., Brunak, S., & Hansen, J. (1999). Scanning the available

 

　　Dictyostelium discoideum proteome for O-linked GlcNAc glycosylation sites using neural networks. Glycobiology, 9(10), 1009–22.

 

　　[3] Kiemer, L., Bendtsen, J. D., & Blom, N. (2005). NetAcet: prediction ofN-terminalacetylation sites.

 

　　Bioinformatics (Oxford, England), 21(7),1269–70.doi:10.1093/bioinformatics/bti130