蛋白质磷酸化（图1）的研究称为磷酸蛋白质组学，是蛋白质研究中重要的翻译后修饰 (PTM) 方式之一，主要发生在丝氨酸、苏氨酸和酪氨酸残基上。这种PTM几乎在所有的细胞信号转导通路中发挥着重要的作用，且至少1/3与癌症、代谢等人类最关注的疾病问题密切相关。

图1 蛋白质的（激酶）磷酸化过程

然而，磷酸化蛋白质组分析极具挑战性，低丰度磷酸肽共存于高丰度的（数百万条）非修饰肽段中。目前，高特异的磷酸肽富集（图2）是实现磷酸化蛋白质组分析的必要条件。

图2 磷酸化蛋白质组学分析流程

中科院大连化物所叶明亮研究员团队首次发现磷酸肽与钛离子间的高特异性相互作用，基于新机理发展出新一代固定金属离子亲和色谱新方法、新技术、新材料——Ti-IMAC。

• 蛋白质磷酸化鉴定能力比常规固定化金属离子亲和色谱法（Fe³⁺-IMAC）提高3倍以上^[1-2]; 与TiO2相比可以提高约30%，富集特异性可达95% ^[3]；
• 与常规磷酸肽富集材料如TiO₂相比，磷酸肽富集效率更高^[4] 。
• 由于Ti-IMAC材料卓越的富集性能，目前已获得广泛关注，并受到国内外知名高校、科研院所和生物高科技公司认可。

图3 磷酸肽结构图，M：Ti^{4+ [1-2]}

应用

1、应用于人肝磷酸化蛋白质组的规模化分析

得到了人肝组织最大的磷酸化位点数据集^[5]。

图4 得到人肝组织最大的磷酸化位点数据集^[5]

2、建立了酪氨酸磷酸化肽的高特异性富集方法

实现了人类酪氨酸磷酸化位点的深度覆盖鉴定^[6] 。

图5 建立了酪氨酸磷酸化肽的高特异性富集方法^[6]

叶明亮研究员科研成果转化，百灵威独家提供新一代磷酸肽富集材料——Ti-IMAC。

参考文献

1. Zhou, H., Ye, M., Dong, J. et al. Nat Protoc.2013, 461–480.
2. Zhou H, Ye M, Dong J, Han G, Jiang X, Wu R, Han F. Journal of Proteome Research. 2008, 7, 3957-3967.
3. Yao Y, Dong J, Dong M, Liu F, Wang Y, Mao J, Ye M, Zou H. J. Chromatogr. A. 2017, 1498, 22–28.
4. Zhou, Houjiang,Low, Teck Y.,Hennrich, Marco L.,et al. Molecular & Cellular Proteomics. 2011,10(10):1.
5. Bian Y, et al. J. Proteomics. 2014, 96, 253-262.
6. Nat. Chem. Biol., 2016, 12, 959-968.

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