
2024年9月18日,南方科技大学的王鹏程先生(拜谱生物学企业合作科学的家)及其研究团队在Nature Plants上发表了题为“Highly sensitive site-specific SUMOylation proteomics in Arabidopsis”的研究论文。该论文通过向拟南芥sumo1 sumo2突变体中插入赖氨酸缺失的SUMO1基因(K0-SUMO1),以加入没事种几步赖氨酸短缺SUMO聚集的方式,共建了坐版的树种SUMO化球氨基酸组统计资料库,为进一步探索SUMO化如何调节蛋白质功能提供了宝贵资源。
因为标题:Highly sensitive site-specific SUMOylation proteomics in Arabidopsis
英文版标题:拟南芥中高度敏感的位点特异性SUMO化蛋白质组学
发表过期刊杂志:Nature Plants
不良影响分子:15.8
探索策略
图1研究探讨理念图
研发的结果
01、拟南芥K0-SUMO1核蛋白质含量成分析
先前的研究表明sumo1-1、sumo2-1双突变体是没有办法正常发育的,因此作者先将K0-SUMO1基因片段导入sumo1-1、sumo2-1双突变体中,发现植物生长基本正常,并且通过Western Blot实验观察到K0-SUMO1植物中的蛋白可能具有功能性。因此,我们进1步实现简化的两步来完成亲和聚集技巧实现质谱分析一下,共鉴定到2000+个独特的SUMO化位点、1300个SUMO化蛋白,其中拟南芥SUMO化位点的位置更加多样化,会发生在不同的基序上,与其他真核生物不同。SUMO化蛋白质组的GO功能分析发现检测到的蛋白质主要在不同的核过程发挥作用,包括基因沉默、基因调控以及DNA修饰和修复。
图2 SUMO化表达淀粉酶质组(图源:Sang T et al., Nat Plants, 2024)
02、SUMO化淡化血清和位点的查验
考虑到检验隐性的SUMO1淀粉酶,本研究通过原核表达系统获得重组SUMO化蛋白,并采取了体内检测。作者随机选择了九个候选蛋白,通过免疫印迹法发现在SUMO1蛋白存在的情况下,这些候选蛋白都可以发生SUMO化。随后使用野生型和位点突变的重组SUMO1蛋白进行了体外SUMO化实验,以印证SUMO化呈现位点,实验结果表明多个鉴定到的底物位点在体外仍可以发生SUMO化修饰。综上所述,SUMO化位点的定点突变和体外SUMO化实验进一步验证了组学方法鉴定结果的准确性。
图3 SUMO化血清和位点的体内查证(图源:Sang T et al., Nat Plants, 2024)
03、热驱散球胆固醇组的按量比效
前面的实验结果发现在高温胁迫的拟南芥幼苗中鉴定出了1300个SUMO化蛋白。为了进一步评估SUMO化修饰如何调节蛋白质功能,本研究通过TMT淀粉酶质组学比较了热应激前后潜在SUMO化蛋白丰度变化。结果发现在30分钟热应激后,有1,666个和429个蛋白质分别显示出明显上调和下调。在SUMO化的底物中,共鉴定出435个蛋白质,其中有128个蛋白质上调,16个蛋白质下调。因此,这些结果表明SUMO化修饰可能与目标蛋白质的稳定性增加相关。
图4 因为TMT的按量核核苷酸组学(图源:Sang T et al., Nat Plants, 2024)
拜谱个人心得体会
本研究从球膳食纤维组的分析角度提供了关于SUMO化作用的生物学功能和位点特异性的信息。通过将赖氨酸缺失突变体SOMO1(K0-SUMO1)引入转基因拟南芥,以创建的流畅度更好的SUMO化核蛋白纯化和质谱检侧方法步骤。这种方法从热处理的KO-SUMO1幼苗的1300个SUMO1蛋白中鉴定出超过2200个SUMO1化位点,并通过体外实验验证了方法的准确性,显著地加深了我们对植物SUMO1的理解。热捕获淀粉酶酶联免疫法会比较表明SUMO化修饰增强了SUMO1受体的稳定性。总之,本研究为SUMO化修饰的检测提供了新的方法,为探索SUMO化蛋白功能奠定了重要基础。拜谱生物作为一家国内领先的多组学服务公司,可提供蛋白组、修饰组、代谢组、转录组、时空组等组学产品,SUMO化呈现核脂肪酸组用作针对独特的呈现品牌,通过高效益的生物富集新技术、角状的Astral测量仪器可达到SUMO化核淀粉酶和位点的高品服务质量检测出。此外,王鹏程客座教授是 拜谱小编团班子成员,在设备研发团队的过程中为我方提高的专业提醒和制定方案,以更好的产品回馈大家,欢迎大家咨询!
学习毕业论文:Sang T, Xu Y, Qin G, et al. Highly sensitive site-specific SUMOylation proteomics in Arabidopsis. Nat Plants. 2024;10(9):1330-1342. doi: 10.1038/s41477-024-01783-z.