为大家推荐一篇来自Nature communications上的文章“Linking post-translational modifications and protein turnover by site-resolved protein turnover profiling”。文章的通讯作者是来自德国慕尼黑工业大学的Bernhard Kuster，他是蛋白质质谱领域的领军人物。
蛋白质的动态变化一直是一个热门的研究方向。它是维持体内蛋白稳态的重要步骤。目前开发了很多基于pulsed SILAC同位素标记的技术来对蛋白的动态变化进行检测。越来越多的研究证实蛋白的翻译后修饰影响了蛋白的降解过程：48位侧链上的泛素化是蛋白降解的标志；蛋白磷酸化也被发现能够招募E3连接酶促进蛋白的降解；而一些蛋白的乙酰化被认为具有保护蛋白防止其被泛素化的功能。而本篇文章为了解释两者的关系，开发了一种位点水平的蛋白质组学测定方法检测蛋白的降解过程，他们将其命名为SPOT。
他们先将hela细胞放在轻标SILAC培养基内培养，之后在不同的时间点将培养基换为带有重标的SILAC培养基。其中一组样品选取了3个时间点，在酶切后分别对磷酸化，泛素化和乙酰化的肽段进行富集。利用SILAC的ratio来确认蛋白降解的情况。第二组样品则选择了10个时间点进行置换培养基的处理，之后用TMT对每一组细胞进行标记，在酶切后对磷酸化和乙酰化的肽段进行富集。利用TMT的定量数据来确认蛋白降解进行检测。利用这两组位点的数据来解释一些肽段修饰和蛋白降解之间的联系。
文章首先分析了检测到的翻译后修饰的数据，发现并没有在某个通路富集。接着文章分析了乙酰化，泛素化与蛋白降解间的关系。之前有些研究发现一些蛋白的乙酰化可以降低蛋白被泛素化的几率，进而阻止蛋白被降解。但是文章得到的数据显示这不是一个在大部分蛋白中都存在的现象，只对个别蛋白成立。文章进一步分析了泛素化，乙酰化和磷酸化的序列信息。结果显示泛素化没有明显的序列模式，而那些降解缓慢蛋白上乙酰化和磷酸化的序列往往都有一个脯氨酸。
最后他们试图利用得到的数据找到新的磷酸化降解决定子。他们注意到磷酸戊糖途径中的一个酶TKT。它具有丰富的磷酸化位点，同时28个磷酸化位点中有15个位点都具有明显的turnover上的差异。他们还发现在287位苏氨酸附近的乙酰化修饰会减缓降解速度。他们还发现加速降解的位点和减缓降解的位点分别位于蛋白的两侧。这些证据表明T287很可能是一个磷酸化降解决定子。总而言之，文章开发了一种可以将翻译后修饰位点检测和蛋白降解检测相结合的质谱方法。他们利用这种方法解释了磷酸化，泛素化和乙酰化与蛋白降解之间的联系。
本文作者：LZH
责任编辑：LDY
原文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-021-27639-0
文章引用：DOI：10.1038/s41467-021-27639-0
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