《自然—生物技术》

科学家开发出超快速蛋白质组学分析方法

英国弗朗西斯·克里克研究所Markus Ralser研究组开发出超快速蛋白质组学分析方法——Scanning SWATH。近日出版的《自然—生物技术》发表了这项成果。

他们报告了一种独立于数据的采集方法Scanning SWATH，该方法可加速质谱（MS）占空比，结合短梯度和高流量（800μl/min-1）色谱产生定量蛋白质组。利用前驱物隔离窗口的连续移动，将前驱物质量分配给串联质谱（MS/MS）碎片痕迹，与0.5~5min色谱梯度的传统数据独立采集（DIA）方法相比，该方法将前驱物鉴定提高了约70%。

他们展示了超快速蛋白质组学在药物作用模式筛选和血浆蛋白质组学中的应用。Scanning SWATH蛋白质组捕获了抑真菌唑类和他汀类药物的作用方式。

此外，他们确定了43个，并识别出11种区分COVID-19严重程度的新血浆蛋白质组学生物标志物，从而促进了患者分类和生物标志物的发现。因此，结果表明，在促进蛋白质组药物筛选和临床研究的快速蛋白质组实验中，具有实质性的加速作用和增加深度。

据悉，对于大样本系列和纵向实验，蛋白质组的准确定量仍然具有挑战性。

相关论文信息：

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

《细胞—代谢》

骨骼肌稳态影响大脑衰老

美国圣犹大儿童研究医院Fabio Demontis课题组发现，骨骼肌中的蛋白酶体应激可引起长期的保护性反应，从而延迟视网膜和大脑的衰老。相关论文近日在线发表于《细胞—代谢》。

研究人员表示，泛素—蛋白酶体系统是正常蛋白质更新以及错误折叠和致病蛋白质降解的基本途径。蛋白酶体功能异常与许多与年龄相关的病理包括神经变性有关。由于其基本作用，有几种细胞机制可监测蛋白酶体功能并响应稳态挑战而动态调节其丰度、组成和活性。例如，蛋白酶体应激诱导非蛋白酶体蛋白酶和肽酶的表达，其通过外切和内切蛋白水解的能力降解多肽，从而部分补偿蛋白酶体功能障碍。

除细胞自主（局部）反应外，越来越多的证据表明，组织或一组细胞中的压力感测会诱导细胞非自主（系统性）适应。这种组织间应激信号可能有助于不同组织对局部和全身性挑战的协调适应，从而使生物体能够更好地承受和应对稳态干扰。然而，目前对系统地感测一个组织中的蛋白酶体应激仍然不清楚。中枢神经系统（CNS）中的神经变性是受周围组织影响的机体衰老的定义特征。临床观察表明，骨骼肌会影响中枢神经系统的衰老，但潜在的肌肉—大脑间信号仍未知。

在果蝇中，研究人员发现骨骼肌中蛋白酶体的适度扰动在衰老过程中引起CNS蛋白质稳态的代偿性保护。这种远程应激信号依赖于肌肉分泌的淀粉样淀粉酶。模拟压力诱导的肌肉淀粉样上调减少了通过伴侣蛋白在大脑和视网膜中与年龄相关的多泛素化蛋白积累。蛋白质变形的保护源于二糖麦芽糖，其通过淀粉样淀粉酶活性产生。

相应地，用于SLC45麦芽糖转运蛋白的RNAi会降低衰老过程中淀粉样诱导的伴侣蛋白表达，并恶化脑部蛋白质变形。

此外，麦芽糖可在受到热应激挑战的人脑类器官中保护蛋白质稳定和神经元活性。因此，骨骼肌中的蛋白酶体应激通过淀粉酶/麦芽糖引起的适应性反应阻碍了视网膜和大脑的衰老。

相关论文信息：

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