什么是翻译后修饰？
翻译后修饰（PTMs）是对基因产物蛋白质进行共价加工的过程，它通过调节蛋白质的结构、空间定位和互作、从而控制其功能，PTMs主要包括磷酸化、甲基化、乙酰化（Ac）、泛素化（Ub）等方式，PTMs的错误调节与癌症、心力衰竭、神经和代谢性疾病等的进展有关。
蛋白质发生PTM后，会显著改变蛋白的理化及构象，从而直接改变蛋白的结合能力与功能。因此,即使蛋白的表达水平没有改变，但如果翻译后修饰的状态发生改变，蛋白的功能也会显著变化。
蛋白修饰及功能的多样性是维持机体复杂精准调控的基础，但同时也给研究PTM的科研人员的研究造成了很多的困扰，蛋白质翻译后修饰的鉴定难度要远远高于未发生修饰的蛋白质的鉴定，主要原因包括发生翻译后修饰的蛋白质样本量相对较少以及分子量变化差距小等。
因此，在进行蛋白翻译后修饰如赖氨酸乙酰化、泛素化、磷酸化及各种修饰的上调下调表达的Western Blot分析检测时，更需要一种专业的检测分析技术和成像设备来保证实验的准确性和可重复性，而今天要给大家介绍这款基于近红外荧光成像检测技术的LI-COR Odyssey,将会在PTM研究中助您一臂之力！
✦ ✦✦ ✦✦ ✦✦ ✦
下面，我们一起通过一篇文献来看一下近红外荧光成像检测分析系统LI-COR Odyssey的出色应用。
✦ ✦ ✦ ✦ ✦ ✦ ✦ ✦
案例解析
在题为“Protein expression of prenyltransferase subunits in postmortem schizophrenia dorsolateral prefrontal cortex” 一文中，作者发现精神分裂症 DLPFC 中异戊二烯基转移酶亚基FNTA、PGGT1B和RABGGTB的蛋白质表达降低，而因其在多细胞生物学过程中起着重要作用，因此这些异戊烯基转移酶亚基的蛋白质表达降低可能有助于精神分裂症病理生理学方面的进一步研究。
研究背景
神经传导的改变是精神分裂症病理生理学的核心。正常的神经传递依赖于调节受体膜定位和调节细胞内信号活性的蛋白质-蛋白质相互作用。翻译后修饰(PTM) ，包括蛋白质的脂质修饰，已被证明通过促进膜上动态蛋白质-蛋白质相互作用来调节神经元功能和细胞内通路。
蛋白翻译后脂质修饰包括异戊烯基或脂肪酸部分的酶促加成。蛋白质失调的脂质修饰与神经精神障碍有关，包括阿尔茨海默病，亨廷顿病和小鼠精神分裂症模型等，其中异戊二烯化可导致增加的蛋白质疏水性，促进靶向定位膜、膜内侧向运动，可影响动态蛋白质-蛋白质相互作用的底物构象变化。
本研究对公开可用数据集的生物信息学进行了分析并反映出精神分裂症中异戊二烯化相关酶和底物的转录表达差异模式，并且对相关通路中的蛋白表达进行了验证。
数据分析
01 戊烯基转移酶亚基在精神分裂症患者中异常表达
作者研究发现，与对照组相比，精神分裂症患者中每种异戊二烯基转移酶的α和β亚基的表达都有所下降。FTase和GGTase I α亚基FNTA降低14% (t (12) = 3.74，p = 0.003)。GGTase I β亚基PGGT1B降低13% (W = -77，p = 0.004) ，Rab蛋白特异性GGTase II β 亚基RABGGTB降低8% (t (12) = 2.29，p = 0.04)(图1)。通过测定长期用氟哌啶醇癸酸酯处理的大鼠的 FNTA、PGGT1B和RABGGTB，发现氟哌啶醇处理不会影响大鼠中这些蛋白质的表达(图2)
图1、精神分裂症患者异戊烯基转移酶亚单位表达下降
图2、慢性抗精神病药物治疗不改变大鼠FNTA、 PGGT1B和RABGGTB的表达
02 异戊二烯类合成酶和戊烯基化依赖酶的表达验证
为了确定FPP或GGPP的上游脂质供体合成是否在精神分裂症患者中发生改变，作者检测了这些脂质焦磷酸分子合成酶FDPS和GPPS1并发现它们在精神分裂症患者中没有发生差异化的表达(表3)。为了确定参与异戊二烯蛋白二次加工的下游异戊二烯连酶的表达是否发生改变，作者检测了患者体内的RCE和ICMT并发现两者表达情况正常。
表3.精神分裂症患者及对照组戊烯酰化相关酶表达水平的研究
03 精神分裂症患者异戊二烯化相关酶和异戊二烯化底物的转录水平发生改变
来自 MSSM NIH 脑和组织存储库的转录组数据集的生物信息学分析显示，与异戊烯基化相关的基因在精神分裂症患者中表现出表达模式的改变。对比数据集分析，编码上游异戊二烯合酶、异戊二烯转移酶亚基、异戊二烯半胱氨酸加工酶和一些GTP酶(异戊二烯化底物)的基因在受试者中表现出差异化的表达。
文中采用基于近红外荧光成像检测技术的LI-COR Odyssey进行了Western blot实验分析，有效保证了本实验数据的准确性和可重复性。
不仅如此，在进行蛋白质磷酸化Western Blot分析检测时，LI-COR公司的Odyssey 双色近红外荧光Western Blot检测方法使用不同荧光基团标记的二抗，即可同时检测磷酸化蛋白水平和该蛋白的总水平，因为无需进行剥离及再孵育，缩短了磷酸化蛋白检测的时间，实现了高效便捷的磷酸化蛋白水平和该蛋白的总水平检测，同时蛋白定量更为准确。
图(A,B) LI-COR Odyssey 双色近红外荧光Western Blot检测经LPS处理的S2细胞中总JNK蛋白和磷酸化JNK蛋白(p- JNK)的含量。裂解产物分别用抗p-JNK(A)和抗JNK (B)抗体检测。分别用Alexa-fluor 680和Alexa-fluor 750标记的二抗进行检测。图A和B均为伪彩，叠加后得到图（C）总JNK蛋白为红色，p-JNK蛋白为绿色，蛋白分子Maker在第9泳道。
关于LI-COR公司
LI-COR Biosciences公司在近红外荧光成像领域已有25年的积淀。
25年来，LI-COR Odyssey ®双色红外激光成像系统由于可实现Western Blot精确定量，多重Western Blot检测，且重复性更高，通量更高，拥丰富的应用范围，因而得到了全球生物医学研究人员的信赖。
Odyssey丰富的应用
基因有限公司作为LI-COR产品中国区代理商，为您提供专业的近红外荧光成像技术在Western Blot、In-Cell Western、双色EMSA、活体成像等方面的解决方案，提供更多应用咨询及技术支持。进一步了解更多详细内容，请关注我们的官方微信“基因快讯”或联系您身边的基因有限公司工作人员。
扫描二维码，关注我们
