10-20分的蛋白磷酸化文章都在研究什么？

翻译后修饰（PTM）作为一种灵活、高效的蛋白质活性调节方式，赋予了蛋白质丰富的功能，也体现了生命进化的智慧。磷酸化是蛋白质最广泛、最重要的翻译后修饰之一，几乎参与了所有的生命过程。因此，研究蛋白质磷酸化对揭示生理病理过程中的分子机制具有重要意义。

中科新生命从2011年开始提供商业化的磷酸化修饰蛋白质组学服务至今，已形成了从高通量检测到验证的完整技术平台，开发了特色激酶-药靶分析及磷酸化和其他组学的联合分析方案，已助力客户发表了几十篇高分文章。

中科新生命 磷酸化修饰蛋白质组产品

中科新生命 磷酸化修饰蛋白质组高分项目文章

此前，小编分享过近两年的5-10分的蛋白磷酸化文章都在研究什么，今天让我们继续看看这两年10-20分的文章都利用磷酸化修饰蛋白质组做了哪些研究吧！

Quantitative proteomics and phosphoproteomics elucidate the molecular mechanism of nanostructured TiO₂-stimulated biofilm formation

蛋白质组+磷酸化蛋白质组揭示纳米材料促进生物膜形成的机制

影响因子：13.6

合作单位：湘潭大学

纳米二氧化钛材料 (nTiO₂)在各种工业产品中广泛生产和使用。研究表明，nTiO₂在紫外照射下产生的活性氧对微生物产生不利的生物效应，但也有报道指出，在黑暗中长期接触nTiO₂可诱导细菌细胞壁增厚和生物膜形成，促进微生物适应环境。本研究整合蛋白质组与磷酸化蛋白质组探讨微生物适应纳米二氧化钛材料 (nTiO₂)的分子机制。主要结果：

① 表型检测：活性污泥中加入不同量的nTiO₂，观察生物膜生长情况，结果显示nTiO₂选择性富集细菌病原体并增加微生物群落的多样性。

② 蛋白质组及磷酸化蛋白质组结果显示上调蛋白显著富集铁转运和维持铁稳态相关通路以及核糖体蛋白和RNA聚合酶亚基蛋白。

③ 外源铁螯合剂干扰了细菌对铁的吸收，破坏了生物膜的发育，这进一步证明了nTiO₂通过增强铁的吸收促进生物膜的生成。

④ nTiO₂通过调控转录过程增加大肠杆菌的适应性。nTiO₂处理导致转录抑制剂利福平的靶标蛋白RpoB磷酸化修饰显著下调，这一调控是nTiO₂提高大肠杆菌对转录抑制剂耐药性的主要机制。

⑤ nTiO₂诱导的CsgD蛋白磷酸化修饰变化，介导了大肠杆菌生物膜形成的调控过程，从而影响大肠杆菌对亚致死浓度的nTiO₂适应性。

文章解读链接：项目文章J Hazard Mater（IF 14）| 快速发文新思路：蛋白组+磷酸化组揭示纳米材料促进生物膜形成的机制

Toxicological effects of tris(1,3-dichloro-2-propyl) phosphate in oyster Crassostrea gigas using proteomic and phosphoproteomic analyses

蛋白质组+磷酸化蛋白质组揭示TDCIPP在牡蛎中的毒理学效应

影响因子：13.6

合作单位：烟台海岸所

磷酸三(1,3-二氯-2-丙基)酯 (TDCIPP)是一种典型的有机磷污染物，在水环境中广泛存在。先前研究表明，TDCIPP通过蛋白磷酸化发挥多重毒性，但其中机理尚不明确。本研究采用蛋白质组+磷酸化蛋白质组，结合传统方法对不同浓度TDCIPP处理的牡蛎进行毒理效应研究。主要结果：

① 表型检测：TDCIPP处理组的牡蛎中TDCIPP含量显著积累，上皮细胞较薄，管腔较宽，消化管管腔由十字形变为圆形，最高浓度(50 μg/L)处理组的消化细胞发生脱落；随着TDCIPP剂量的增加，消化管MLR/MET比值增加。

② 关键酶活性检测：CAT、GST 、caspase-3活性在对照组和TDCIPP暴露组间无显著差异。AChE的活性在低浓度处理后（0.5μg/L、5μg/L）显著下降；caspase-9只在50 μg/L TDCIPP处理组显著高于对照组。

③蛋白质组结果：从牡蛎消化腺样本中共鉴定出6705个蛋白质，其中上调蛋白259个，下调蛋白292个。GO富集分析发现大多数差异蛋白参与代谢过程和细胞过程，分子功能主要集中在催化活性和结合活性。KEGG通路分析显示，上调蛋白在脂类和氨基酸的代谢过程中富集，下调蛋白在三个Hippo信号通路等中富集。

④ 磷酸化蛋白质组结果：在牡蛎消化腺中共鉴定出850个磷酸化蛋白，152个蛋白被差异磷酸化。GO分析显示，在生物过程中，富集程度最高的是含蛋白复合体和细胞含蛋白复合体。KEGG通路分析显示，在MAPK信号通路、病灶黏附和TCA循环中，磷酸化蛋白高度富集。病灶粘连通路覆盖的差异磷酸化蛋白最多。最显著富集通路的是丙酮酸代谢。其他的富集通路参与信号转导通路和能量代谢通路。

⑤ 差异蛋白与差异磷酸化蛋白两者间并未出现重叠蛋白，但KEGG分析表明，在TDCIPP处理后，差异蛋白与差异磷酸化蛋白都参与了信号通路，表明两个组学上的协同作用。

文章解读链接：项目文章J Hazard Mater（IF 14）| 烟台海岸带所利用蛋白组+磷酸化修饰组学揭示TDCIPP在牡蛎中的毒理学效应

MTH1 protects platelet mitochondria from oxidative damage and regulates platelet function and thrombosis

磷酸化蛋白质组揭示MTH1调控血小板功能和血栓形成的作用机制

影响因子：16.6

合作单位：徐州医科大学血液病研究所

Human MutT Homolog 1（MTH1）是一种核苷酸焦磷酸酶，可水解氧化的核苷酸以防止其在氧化应激下错误结合到DNA中，但MTH1在血小板功能中的作用尚不清楚。本研究揭示了MTH1调控血小板功能和血栓形成的作用机制。主要结果：

① 表型检测：构建血小板特异性MTH1敲除小鼠，发现MTH1缺乏会损害血小板止血功能，影响动脉和静脉的血栓形成。

② MTH1缺乏抑制GPCR介导的血小板聚集、钙动员和线粒体ATP生成。

③ MTH1缺失血小板中线粒体DNA氧化损伤增加。

④ 磷酸化蛋白质组结果显示MTH1缺陷血小板中差异磷酸化蛋白主要富集在血小板活化、MAPK和磷脂酰肌醇信号通路，而凝血酶处理后的MTH1-/血小板中p38 MAPK和AKT的磷酸化水平显著降低，PLCβ3 (Ser1105)和RhoA (Ser188)的磷酸化水平显著升高，表明MTH1缺失损害了PLCβ3活性和RhoA激酶信号传导。

⑤ MTH1敲除显著下调细胞色素c氧化酶1(MT-CO1)的表达。

⑥ 通过添加MTH1抑制剂TH588，发现其显著降低了凝血酶诱导的血小板功能，并增加了血小板线粒体氧化损伤，表明MTH1可能在人类血小板功能中也发挥了同样的作用。

文章链接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-40600-7

Phosphoproteomic profiling of T cell acute lymphoblastic leukemia reveals targetable kinases and combination treatment strategies

磷酸化蛋白质组揭示T细胞急性淋巴细胞白血病激酶靶点和联合治疗策略

影响因子：16.6

发表单位：荷兰Princess Máxima Center for Pediatric Oncology

激酶抑制剂治疗是肿瘤治疗最成功的手段之一。但T细胞急性淋巴细胞白血病（T-ALL）缺少由基因组异常引起的激活的可靶向激酶。但即使无基因缺陷，激酶也能被激活。本研究利用磷酸化蛋白质组揭示11种T-ALL细胞系中的激活通路和信号网络，且分析得到了潜在激酶治疗靶点，并进行了in vitro和ex vivo验证。主要结果：

① 磷酸化蛋白质组和酪磷酸化蛋白质组分别检测了超17000个和约3800个磷酸化位点。采用激酶活性分析（INKA）得到各细胞系中活性排名靠前的激酶。其中，酪磷酸化蛋白质组分析显示Src-family kinases (SFKs) LCK、SRC和FYN在所有细胞系中表现出高活性；磷酸化蛋白质组分析发现激酶CDK1和CDK2在所有细胞系中都表现出高活性。

② 基于上述激酶活性分析的结果，研究者体外检测T-ALL细胞对激酶抑制剂的敏感性。结果显示，在所有T-ALL细胞系中，CDK1/2抑制剂milciclib都能有效诱导G1-细胞周期阻滞。

③ 体外检测所有T-ALL细胞系对SRC家族激酶抑制剂的敏感性，结果显示仅有部分细胞显示出一定的敏感性，即SRC家族激酶抑制剂的治疗效果有限。

④ SFK抑制剂和INSR/IGF-1R抑制剂联用显著抑制T-ALL细胞生长。

⑤ Ex vivo验证：构建T-ALL患者来源的胚细胞（blast cell）小鼠移植瘤模型（PDX），建模成功后收集人胚细胞，并进行磷酸化蛋白质组检测。基于磷酸化蛋白质组的激酶活性分析结果指导的4个T-ALL患者来源的小鼠移植瘤模型（PDX）细胞的个性化激酶抑制剂（联合）治疗取得了良好的效果，表明这种从磷酸化蛋白质组数据中预测高活性激酶可以指导有效的个性化激酶抑制剂药物联合治疗。

文章链接：https://www.nature.com/articles/s41467-022-28682-1

Broad phosphorylation mediated by testis specific serine/threonine kinases contributes to spermiogenesis and male fertility

磷酸化蛋白质组揭示激酶TSSK调控精子发生的机制

影响因子：16.6

发表单位：上海科技大学

遗传学研究阐明了睾丸特异性丝氨酸/苏氨酸激酶（TSSK）与哺乳动物雄性不育之间的联系，但潜在的机制尚不清楚。本研究在果蝇中发现了人TSSK的同源蛋白——CG14305(记作dTSSK)，并利用磷酸化蛋白质组探究了dTSSK的底物及其在精子发生中的作用。主要结果：

① dTSSK的基因突变会阻碍精子形成过程中的组蛋白-转换蛋白-鱼精蛋白的转换过程并导致精子细胞多种表型缺陷，包括精子变形、染色质DNA去凝缩和鞭毛结构紊乱等。

② 遗传分析显示，dTSSK的激酶催化活性与人TSSK在功能上有保守性，对雄性生育至关重要。

③ 磷酸化蛋白质组共检测到了828磷酸化肽段/449个蛋白是dTSSK的潜在底物，主要富集在微管过程、鞭毛组织和运动以及精子分化发展等生物学过程。

④ 研究者验证了两个底物，鱼精蛋白样蛋白MMst77F-Ser9 和转换蛋白Mst33A-Ser237是dTSSK的底物，并分别参与精子形成和精子DNA压缩。

⑤ 研究者通过实验发现dTSSK-Ser18的自磷酸化通过促进个体化复合体（IC）的形成促进精子发生。

文章链接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-38357-0

以上文章呈现了磷酸化蛋白质组技术的不同应用场景，具体总结为：

1. 机制挖掘（生物学机制、基因作用机制、毒理药理机制等）：结合蛋白质组，同时研究表达变化和修饰变化，全面揭示参与生理病理过程的重要功能和信号通路，并指导研究者锁定具体功能或通路进行深入探索。

2. 激酶药靶发现：通过磷酸化蛋白质组可发现（1）磷酸化变化的激酶（活性的改变）；（2）通过底物磷酸化的变化反推上游激酶的异常活性（激酶活性分析）。后续可通过使用激酶抑制剂进行处理或治疗来验证激酶作为治疗靶点的可能性。

3. 激酶底物发现：磷酸化蛋白质组因其高通量磷酸化位点检测的优势是筛选目标激酶底物的高效手段。一般从差异磷酸化位点中筛选潜在底物，后续可通过激酶-底物互作验证、体外激酶实验、位点突变等实验进行验证。