【黄金组合，新品推介】蛋白质组+磷酸化蛋白质组联合：调控网络机制深度剖析

近期Ruedi Aebersold（《Nature》子刊：蛋白质组学大牛Ruedi 再出佳作！利用多层蛋白质组描绘肿瘤突变基因的深层分子机制全景图 ）及Matthias Mann（新冠最新研究进展-Matthias Mann团队利用多组学揭示冠状病毒对宿主的扰动机制）两位蛋白质组学领域大神，接连利用蛋白质组+磷酸化蛋白质组的策略发表了高水平的研究论文，蛋白质组+磷酸化蛋白质组可谓是蛋白质水平上进行机理研究的黄金组合。

蛋白质组+磷酸化蛋白质组的研究模式究竟能带来什么信息呢？之前，小编曾为大家进行过深入剖析：《双剑合璧! 权威文献告诉您—为何要做磷酸化组与普通蛋白质组联合》 。总结起来有以下3点：

1. 可以从多个维度系统剖析调控机制

2. 区分表达与修饰谁起主导调控作用

3. 深度挖掘激酶与底物磷酸化的调控关系

为更好地利用组学联合数据分析解决以上3个问题，中科新生命特推出黄金组合——“蛋白质组+磷酸化蛋白质组联合分析”，让我们看看是如何解决这些问题的。

01 组学整合功能/通路富集分析——从更全面的角度剖析调控网络及机制

从上图可以看到蛋白质组（○）与磷酸化蛋白质组（△）的KEGG富集通路存在很大差异。其中，蛋白质组的富集通路比较广泛，包括帕金森疾病通路，氧化磷酸化通路等；磷酸化特异的富集通路包括蛋白转运、脂肪酸合成等；两者共同富集的通路包括糖酵解、丙酮酸代谢等。该分析从全局角度展示了蛋白表达与修饰调控通路的异同。

02蛋白表达与位点修饰差异比较分析——区分表达与修饰谁起主导调控作用

单独的磷酸化组学检测不能区分修饰的差异是由本身修饰程度差异还是蛋白本底表达差异造成的。如下表所示，通过联合分析可以同时给出修饰位点差异倍数以及蛋白表达差异倍数，从而区分位点磷酸化修饰的特异性。

03 激酶注释及激酶底物整合分析——挖掘调控网络的关键节点

激酶在磷酸化修饰过程中起到了非常核心的调控作用。激酶的表达、激酶的磷酸化修饰水平的改变会直接调节其它激酶和下游蛋白底物的磷酸化修饰程度。从下图的蛋白互作网络分析图表可以看到，激酶Ckd1在网络中具有较高PPI degree值，说明它占到比较核心的调控节点作用。

接着，进一步通过激酶-底物整合分析，可以看到Cdk1可以作用于Polr2a、Pak1、Lmna等基因及Cdk1自身，导致磷酸化修饰发生显著差异。由此，我们可以提出一个假设：实验处理→改变Cdk1表达及磷酸化→改变下游底物磷酸化→调控表型。

Cdk1表达及磷酸化修饰的下调调控了多个底物磷酸化修饰的改变。说明：由外至内第一圈表示激酶与底物；第二圈表示磷酸化肽段表达差异倍数；第三圈表示蛋白表达差异倍数；第四圈表示激酶或底物基因名，不同色块表示不同激酶以及底物基因；内圈连线表示激酶与底物对应关系，连线颜色与相应激酶对应。如果蛋白表达或磷酸化修饰没有定量信息，则不展示颜色。

以上为大家揭秘了【中科新生命】蛋白质组+磷酸化蛋白质组联合分析部分内容，通过这些分析能够帮助我们更聚焦到关键激酶和通路。想了解更多、更详细的实验设计思路及分析内容，赶紧联系我们吧。