秩归一化实现降解解析蛋白质组周转分析中的跨通路比较

由 root 提交于 周五, 10/02/2026 - 22:47
蛋白质稳态(proteostasis)对于维持细胞健康至关重要,其失调会促成癌症、衰老和神经退行性疾病的发生。蛋白质稳态主要由两种细胞内降解系统维持:泛素-蛋白酶体系统(ubiquitin proteasome system,UPS)和自噬-溶酶体途径(autophagy lysosomal pathway,ALP)。在本研究中,我们将脉冲式细胞培养氨基酸稳定同位素标记(pulse stable isotope labeling by amino acids in cell culture,pSILAC)与对UPS或ALP的选择性抑制相结合,以定量分析依赖于不同途径的蛋白质周转,并鉴定优先通过各途径清除的底物。由于两种干预所产生的响应分布存在显著差异,直接比较这些干预具有一定困难。为解决动态范围不匹配的问题,我们开发了一种基于条件内秩次的标准化策略。在比较不同途径之前,先将蛋白质稳定化值转换为百分位数评分,从而将两种干预置于共同的相对响应尺度上。在两次独立的pSILAC实验中,至少在一个条件下对5,518种蛋白质进行了定量,其中3,814种蛋白质在对照、蛋白酶体抑制和溶酶体抑制条件下获得了高置信度的半衰期测量结果。秩次标准化解析出了直接比较绝对半衰期变化时被掩盖的途径敏感性。值得注意的是,该方法反映的是相对途径偏好,而非各途径的绝对贡献;它以效应量大小为代价,换取了在响应分布不均等的干预之间进行比较的能力。将分析结果与经整理的蛋白质稳态网络注释相结合后,显示出一致的途径偏好,包括溶酶体抑制后蛋白酶体核心亚基和调控亚基的协同稳定化。这一发现为蛋白酶体自噬(proteaphagy)提供了全蛋白质组范围的定量证据,并补充了既往的靶向性观察结果。综上,这些结果确立了秩次标准化作为一种实用策略,可用于比较具有不同动态范围的干预条件下、经降解途径解析的蛋白质组周转。

蛋白质稳态(proteostasis)对于细胞健康至关重要,其失调会促成癌症、衰老和神经退行性疾病的发生。蛋白质稳态主要由两种细胞内降解系统维持:泛素-蛋白酶体系统(ubiquitin proteasome system,UPS)和自噬-溶酶体途径(autophagy lysosomal pathway,ALP)。在本研究中,我们将细胞培养中氨基酸脉冲稳定同位素标记(pulse stable isotope labeling by amino acids in cell culture,pSILAC)与对UPS或ALP的选择性抑制相结合,以定量分析依赖于不同途径的蛋白质周转,并鉴定优先经由各途径清除的底物。由于两种干预所产生的响应分布存在显著差异,直接比较这两种干预具有一定困难。为解决动态范围不匹配的问题,我们开发了一种基于条件内秩次的标准化策略。在跨途径比较之前,先将蛋白质稳定化值转换为百分位数评分,从而将两种干预置于共同的相对响应尺度上。在两次相互独立的pSILAC实验中,共有5,518种蛋白质在至少一种条件下得到定量,其中3,814种蛋白质在对照、蛋白酶体抑制和溶酶体抑制条件下获得了高置信度的半衰期测定值。秩次标准化解析出了直接比较绝对半衰期变化时被掩盖的途径敏感性。重要的是,该方法反映的是相对途径偏好,而非某一途径的绝对贡献;对于响应分布不均等的干预,它以牺牲效应量大小为代价,换取了不同干预之间的可比性。将该方法与经整理的蛋白质稳态网络注释相结合后,结果显示出一致的途径偏好,其中包括在溶酶体抑制后蛋白酶体核心亚基和调节亚基的协同稳定化。这一发现为蛋白酶体自噬(proteaphagy)提供了蛋白质组范围内的定量证据,并补充了既往的靶向性观察结果。综上,这些结果确立了秩次标准化作为一种实用策略,可用于比较不同动态范围干预条件下、具有降解途径分辨率的蛋白质组周转。


📄 原文链接:https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.30.755414v1?rss=1

🏷️ 蛋白质组学 蛋白质周转 pSILAC 秩次标准化 泛素-蛋白酶体系统 自噬-溶酶体途径