《自然—生物技術》

科學家開發(fā)出超快速蛋白質組學分析方法

英國弗朗西斯·克里克研究所Markus Ralser研究組開發(fā)出超快速蛋白質組學分析方法——Scanning SWATH。近日出版的《自然—生物技術》發(fā)表了這項成果。

他們報告了一種獨立于數(shù)據(jù)的采集方法Scanning SWATH，該方法可加速質譜（MS）占空比，結合短梯度和高流量（800μl/min-1）色譜產生定量蛋白質組。利用前驅物隔離窗口的連續(xù)移動，將前驅物質量分配給串聯(lián)質譜（MS/MS）碎片痕跡，與0.5~5min色譜梯度的傳統(tǒng)數(shù)據(jù)獨立采集（DIA）方法相比，該方法將前驅物鑒定提高了約70%。

他們展示了超快速蛋白質組學在藥物作用模式篩選和血漿蛋白質組學中的應用。Scanning SWATH蛋白質組捕獲了抑真菌唑類和他汀類藥物的作用方式。

此外，他們確定了43個，并識別出11種區(qū)分COVID-19嚴重程度的新血漿蛋白質組學生物標志物，從而促進了患者分類和生物標志物的發(fā)現(xiàn)。因此，結果表明，在促進蛋白質組藥物篩選和臨床研究的快速蛋白質組實驗中，具有實質性的加速作用和增加深度。

據(jù)悉，對于大樣本系列和縱向實驗，蛋白質組的準確定量仍然具有挑戰(zhàn)性。

相關論文信息：

https://doi.org/10.1038/s41587-021-00860-4

《細胞—代謝》

骨骼肌穩(wěn)態(tài)影響大腦衰老

美國圣猶大兒童研究醫(yī)院Fabio Demontis課題組發(fā)現(xiàn)，骨骼肌中的蛋白酶體應激可引起長期的保護性反應，從而延遲視網(wǎng)膜和大腦的衰老。相關論文近日在線發(fā)表于《細胞—代謝》。

研究人員表示，泛素—蛋白酶體系統(tǒng)是正常蛋白質更新以及錯誤折疊和致病蛋白質降解的基本途徑。蛋白酶體功能異常與許多與年齡相關的病理包括神經(jīng)變性有關。由于其基本作用，有幾種細胞機制可監(jiān)測蛋白酶體功能并響應穩(wěn)態(tài)挑戰(zhàn)而動態(tài)調節(jié)其豐度、組成和活性。例如，蛋白酶體應激誘導非蛋白酶體蛋白酶和肽酶的表達，其通過外切和內切蛋白水解的能力降解多肽，從而部分補償?shù)鞍酌阁w功能障礙。

除細胞自主（局部）反應外，越來越多的證據(jù)表明，組織或一組細胞中的壓力感測會誘導細胞非自主（系統(tǒng)性）適應。這種組織間應激信號可能有助于不同組織對局部和全身性挑戰(zhàn)的協(xié)調適應，從而使生物體能夠更好地承受和應對穩(wěn)態(tài)干擾。然而，目前對系統(tǒng)地感測一個組織中的蛋白酶體應激仍然不清楚。中樞神經(jīng)系統(tǒng)（CNS）中的神經(jīng)變性是受周圍組織影響的機體衰老的定義特征。臨床觀察表明，骨骼肌會影響中樞神經(jīng)系統(tǒng)的衰老，但潛在的肌肉—大腦間信號仍未知。

在果蠅中，研究人員發(fā)現(xiàn)骨骼肌中蛋白酶體的適度擾動在衰老過程中引起CNS蛋白質穩(wěn)態(tài)的代償性保護。這種遠程應激信號依賴于肌肉分泌的淀粉樣淀粉酶。模擬壓力誘導的肌肉淀粉樣上調減少了通過伴侶蛋白在大腦和視網(wǎng)膜中與年齡相關的多泛素化蛋白積累。蛋白質變形的保護源于二糖麥芽糖，其通過淀粉樣淀粉酶活性產生。

相應地，用于SLC45麥芽糖轉運蛋白的RNAi會降低衰老過程中淀粉樣誘導的伴侶蛋白表達，并惡化腦部蛋白質變形。

此外，麥芽糖可在受到熱應激挑戰(zhàn)的人腦類器官中保護蛋白質穩(wěn)定和神經(jīng)元活性。因此，骨骼肌中的蛋白酶體應激通過淀粉酶/麥芽糖引起的適應性反應阻礙了視網(wǎng)膜和大腦的衰老。

相關論文信息：

https://doi.org/10.1016/j.cmet.2021.03.005