摘要 血清多肽組生物標(biāo)志物的研究通常采用比較多肽相對(duì)含量的方法進(jìn)行,但有關(guān)人血清多肽組中多肽的分布規(guī)律研究尚未見(jiàn)報(bào)道。本研究采用高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)分析了50 位志愿者的血清多肽組,比較和歸納了鑒定得到的肽段及其歸屬蛋白質(zhì)的數(shù)量、肽段強(qiáng)度以及肽段序列特點(diǎn),考察了血清多肽組的分布規(guī)律。結(jié)果表明,肽段在蛋白質(zhì)水平上的分布具有明顯的不均一性,排名在前20%的優(yōu)勢(shì)降解蛋白質(zhì)占據(jù)了大約78%的總肽段數(shù)量和85%的總肽段強(qiáng)度,而對(duì)于排名靠后的約40%的降解蛋白質(zhì)僅能檢測(cè)出一條肽段;在血清樣品中檢測(cè)到的肽段數(shù)目與其歸屬的降解蛋白數(shù)目正相關(guān),在血清多肽組中總是存在一系列分子量相近但序列不同的肽段。進(jìn)一步以胸腺素β4、補(bǔ)體C3 和纖維蛋白原α鏈等多種降解蛋白為例,闡明了在優(yōu)勢(shì)降解蛋白中總是存在一系列相對(duì)集中和連續(xù)的酶切位點(diǎn),由此產(chǎn)生的一系列階梯序列或相關(guān)序列肽段是多肽組肽段分布不均的原因。本研究發(fā)現(xiàn),在不同樣本中各降解肽段的信號(hào)絕對(duì)強(qiáng)度差異很大,甚至達(dá)到百倍以上;但是,某些信號(hào)強(qiáng)度較高的肽段在不同樣本中具有相對(duì)穩(wěn)定的特性,并被頻繁地報(bào)道為疾病生物標(biāo)志物。這些血清多肽組的分布規(guī)律和特點(diǎn)不僅可為生物標(biāo)志物的選擇標(biāo)準(zhǔn)提供新的參考,也可用于分離以及質(zhì)譜分析過(guò)程中方法學(xué)的質(zhì)量評(píng)價(jià)。
關(guān)鍵詞 多肽組;血清;分布規(guī)律;生物標(biāo)志物;高分辨串聯(lián)質(zhì)譜
多肽組學(xué)的概念最早出現(xiàn)于2001 年,通常是指生物樣品中分子量小于10 kDa 的全部肽段或多肽[1],生物標(biāo)志物研究是近年來(lái)多肽組學(xué)的主要應(yīng)用之一[2]。血液樣品具有易獲取、穩(wěn)定和微創(chuàng)的特點(diǎn),其成分能夠揭示組織和器官的整體病理生理狀況,提供深入了解人體健康狀態(tài)的有效途徑[3-4]。血清多肽組是指存在于血液中特別是血清中的一系列小分子多肽的總稱,血清多肽組在一定程度上可以反映機(jī)體的生理特性,已經(jīng)成為發(fā)現(xiàn)血液生物標(biāo)志物的重要方法,目前已用于多種疾病生物標(biāo)志物的發(fā)現(xiàn)[5-8]。
早期的血清多肽組學(xué)研究通常采用基質(zhì)輔助激光解吸電離-飛行時(shí)間質(zhì)譜(Matrix-assisted laserdesorption ionization time-of-flight mass spectrometry, MALDI-TOF MS)方法[9],利用分子量表征肽段,進(jìn)而通過(guò)比較不同肽段的離子強(qiáng)度篩選生物標(biāo)志物[10],但是,由于電離抑制效應(yīng),通常檢測(cè)到的肽段數(shù)目較少。液相色譜(Liquid chromatography, LC)-MALDI 或使用串聯(lián)飛行時(shí)間質(zhì)譜(Tandem time-of-flight massspectrometry, TOF/TOF)[11]可以獲得更多的肽段數(shù)目和序列信息,并且具有實(shí)現(xiàn)組織成像和量化生物標(biāo)志物水平進(jìn)而徹底改變癌癥診斷的潛力[12-13], 但是,非胰蛋白酶酶切肽段在MALDI-TOF/TOF 中的斷裂不充分。近年來(lái),高分辨質(zhì)譜技術(shù)愈發(fā)成熟,高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜(High-performance liquid chromatographytandemmass spectrometry, HPLC-MS/MS)成為了血清多肽組分析的重要方法,相較于前者,經(jīng)過(guò)液相色譜分離后檢出的肽段數(shù)目更多,在獲得多肽的氨基酸序列信息的同時(shí)能夠鑒定的肽段豐度范圍更廣[14]。因此,目前通常采用HPLC-MS/MS 方法研究血清多肽組學(xué)。多肽組學(xué)也從早期的以分子量為表征標(biāo)志發(fā)展為鑒定肽段序列、描述樣本中肽的特征、獲得其潛在活性以及如何與環(huán)境相互作用的信息[15]。但是,目前血清多肽組標(biāo)志物的選擇仍以肽段的強(qiáng)度變化為依據(jù),對(duì)于人血清多肽組是否存在統(tǒng)一的規(guī)律的研究很少,而了解這種規(guī)律不僅可以幫助研究者更好地理解蛋白質(zhì)的功能和降解機(jī)制,也能更加精準(zhǔn)地選擇潛在的生物標(biāo)志物。本研究采用HPLC-MS/MS 技術(shù)分析了50 位志愿者的血清多肽組,比較和歸納了鑒定得到的肽段及其歸屬蛋白質(zhì)的數(shù)量、肽段強(qiáng)度以及肽段序列特點(diǎn),考察了血清多肽組的分布規(guī)律。
1 實(shí)驗(yàn)部分
1.1 儀器與試劑
Eksigent nano LC-UltraTM 2D 系統(tǒng)、LC-MS/MS 5600 高分辨質(zhì)譜和Protein Pilot 4.5 軟件(美國(guó)ABSCIEX 公司);Y26X-442136-YX 真空冷凍干燥機(jī)(美國(guó)Thermo Savant 公司);Centrifuge 5804R 低溫離心機(jī)(德國(guó)Eppendorf 公司);PierceTM C18 Tips 固相萃取柱、Acclaim PepMapTM C18 預(yù)柱和超純水儀(美國(guó)Thermo Scientific 公司)。
氧化石墨烯-磷酸鑭納米磁性復(fù)合材料(LaGM)為本實(shí)驗(yàn)室合成[10];三氟乙酸(TFA)、乙腈(ACN)和甲酸(質(zhì)譜純,美國(guó)Sigma Aldrich 公司)。實(shí)驗(yàn)用水為超純水(18.2 MΩ·cm)。
1.2 血清多肽的分離和富集
實(shí)驗(yàn)所用樣本來(lái)自深圳大學(xué)總醫(yī)院志愿者,均知情同意,并經(jīng)深圳大學(xué)醫(yī)學(xué)部倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。在1.5 mL EP 管中加入1 mL 血液樣品, 4 ℃條件下以12000 r/min 離心10 min。移取上清液,去除沉淀,加入30 μL 氧化石墨烯-磷酸鑭納米磁性復(fù)合材料(30 mg/mL), 振蕩5 min 后,置于恒溫混勻器上渦旋10 min,采用相同的方法離心,去除上清液;加入500 μL 去離子水,振蕩5 min, 渦旋10 min, 采用相同的方法離心,棄去上清液,重復(fù)此操作兩次;加入20 μL 洗脫液(80% ACN-0.1% TFA 混合溶液),振蕩5 min, 渦旋10 min, 采用相同方法離心,收集上清液,重復(fù)一次,將兩次上清液合并,采用相同方法離心,收集上清液并將其置于真空冷凍干燥機(jī)中40 min, 使溶劑蒸發(fā),收集固體,備用。
1.3 液相色譜分析
納升液相色譜流動(dòng)相A(Nano-reverse phase liquid chromatography buffer A, Nano-RPLC Buffer A)為含0.1%甲酸的水-乙腈溶液(98∶2, V/V),納升液相色譜流動(dòng)相B(Nano-reverse phase liquid chromatographybuffer B, Nano-RPLC Buffer B)為含0.1%甲酸的乙腈-水溶液(98∶2, V/V)。將收集的固體多肽樣品重新溶解于20 μL Nano-RPLC Buffer A (2% ACN+0.1% TFA)中,渦旋10 min, 4 ℃條件下以12000 r/min 離心10 min。取18 μL 上清液進(jìn)行在線Nano-RPLC 液相色譜分析。實(shí)驗(yàn)在EksigentnanLC-UltraTM2D 系統(tǒng)(AB SCIEX)中進(jìn)行,樣品溶液以2 μL/min 的流速上樣到Acclaim PepMapTM C18 預(yù)柱(75 μm×2 cm, 3 μm,10 nm, 美國(guó)Thermo Scientific 公司)中,然后用Buffer A 溶液以相同流速?zèng)_洗脫鹽10 min。分析柱為ChromXP Eksigent C18 反相色譜柱(75 μm×15 cm, 3 μm, 12 nm)。梯度洗脫條件:0~42 min, 5%~25% B;42~56 min, 25%~40% B; 56~64 min, 80% B; 64~70 min, 5% B。
1.4 質(zhì)譜分析
質(zhì)譜分析在配備有納升噴霧Ⅲ離子源(美國(guó)AB SCIEX 公司)的Triple TOF 5600 系統(tǒng)中進(jìn)行,噴霧電壓為2.4 kV, 氣簾氣壓和霧化氣壓分別為30 和5 psi(1 psi=6.9 kPa), 溫度為150 ℃。質(zhì)譜掃描方式為信息依賴的采集工作模式(Information dependent analysis, IDA),一級(jí)TOF-MS 單張圖譜掃描時(shí)間為250 ms, 每次IDA 循環(huán)最多采集35 個(gè)電荷(2+~8+)并且單秒計(jì)數(shù)大于100 的二級(jí)圖譜,每張二級(jí)圖譜的累積時(shí)間為80 ms。每次循環(huán)時(shí)間固定為2.5 s, 碰撞室能量設(shè)定為適用于所有前體離子碰撞誘導(dǎo)解離(CID),動(dòng)態(tài)排除設(shè)置為11 s。
1.5 數(shù)據(jù)分析
將質(zhì)譜數(shù)據(jù)保存為wiff 圖譜文件,傳送到Protein Pilot Software 4.5 軟件的analysis 文件夾中,打開(kāi)ProteinPilot Software 4.5,選擇新建項(xiàng)目,然后選擇離子化方式,選擇需要搜庫(kù)的wiff 文件,選擇蛋白庫(kù)(2018 年1 月2 日在uniprot 庫(kù)中下載的Homosapiens 人種全蛋白數(shù)據(jù)庫(kù))和翻譯后修飾;檢索參數(shù)設(shè)置為磷酸化修飾(+79.97)、氧化修飾(+15.99)、脫酰胺(+0.98)和氨基酸取代,酶切選項(xiàng)選擇非酶切。搜庫(kù)完成后,將假陽(yáng)性率控制為1%,輸出Excel 數(shù)據(jù)文件。
對(duì)Protein Pilot Software 4.5 軟件輸出的Excel 數(shù)據(jù)文件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。以置信度(Confidence)為篩選條件,去除分?jǐn)?shù)低于95 以下的肽段,隨后以肽段序列為篩選條件去除重復(fù)肽段,統(tǒng)計(jì)所有數(shù)據(jù)中肽段和歸屬蛋白的數(shù)目和種類,采用COUNTIF 函數(shù)進(jìn)行歸類分析,得到每個(gè)蛋白質(zhì)和肽段在各個(gè)樣品中的頻率?;诘玫降碾亩涡蛄袛?shù)據(jù),使用SnapGene 軟件對(duì)肽段降解位點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)記,并利用Origin 軟件對(duì)肽段強(qiáng)度進(jìn)行表征。
2 結(jié)果與討論
2.1 血清多肽組的總體特征和個(gè)體差異
本研究將序列相同但修飾不同的肽段視為差異肽段,共檢測(cè)到歸屬于757 個(gè)蛋白質(zhì)的5452 條特異性肽段。如圖1 所示,與本研究組前期小樣本(6 個(gè))的研究結(jié)果[10]類似,在50 個(gè)樣本中,肽段在降解蛋白質(zhì)水平上并非平均分布(見(jiàn)電子版文后支持信息表S1)。前20%的降解蛋白質(zhì)所產(chǎn)生的肽段數(shù)目占總肽段數(shù)目的69%~87%,平均值為78%。肽段的強(qiáng)度變化更加明顯,歸屬于前20%的降解蛋白質(zhì)的肽段總強(qiáng)度占總肽段強(qiáng)度的68%~98%,平均值為85%(圖1A),即血清多肽組的多肽數(shù)目和強(qiáng)度分布都呈現(xiàn)不均一性,前20%的優(yōu)勢(shì)降解蛋白質(zhì)貢獻(xiàn)了約80%的肽段數(shù)目和信號(hào)強(qiáng)度。其次,在每個(gè)樣本中排名第一的降解蛋白質(zhì)檢測(cè)到的肽段數(shù)目最多,在50 個(gè)樣本中,其肽段數(shù)目占總肽段的9%~62%,平均值為26%;此外,在38%~69%(平均值59%)的歸屬蛋白中均檢出一條以上的降解肽段,并且這些肽段通常具有序列相關(guān)性,但排名靠后的40%蛋白只能檢出一條肽段(見(jiàn)電子版文后支持信息表S2)。值得注意的是,該特征并不局限于人血清樣本,例如, Zheng 等[16]對(duì)低分子量牛血清多肽組進(jìn)行了分析,共檢測(cè)出歸屬于61 個(gè)蛋白質(zhì)的345 條特異性肽段,其中,前20%的歸屬蛋白質(zhì)降解了276 條肽段,占總肽段的80%。血清樣品中檢測(cè)到的肽段數(shù)目與其歸屬蛋白數(shù)目之間的R2gt;0.5,表明兩個(gè)變量之間存在正相關(guān)性(圖1B)。本研究還發(fā)現(xiàn)了一系列分子量相近但序列不同的肽段,而且這些肽段還可能存在于同一樣本中(表1),此結(jié)果提示利用MALDI-TOF 將分子量作為標(biāo)志物的篩選依據(jù)[17]的方法具有潛在的局限性。
血清多肽組的肽段數(shù)目表現(xiàn)出了明顯的個(gè)體差異(見(jiàn)電子版文后支持信息表S1)。例如,檢測(cè)到的多肽數(shù)目最多的是4 號(hào)樣本,共鑒定到1499 條肽段,而在25 號(hào)樣本中只鑒定到195 條肽段, 50 個(gè)樣本鑒定到的降解肽段的均值為620 條。此外,在個(gè)體水平上肽段數(shù)目與其歸屬的降解蛋白質(zhì)數(shù)目并非總是正相關(guān),例如在樣品5 中鑒定到屬于93 種蛋白質(zhì)的405 條肽段,而在樣品27 中鑒定到1092 條肽段,但對(duì)應(yīng)的降解蛋白質(zhì)僅有53 種。
2.2 血清多肽組降解蛋白質(zhì)的梯度序列特征
當(dāng)歸屬于同一種蛋白質(zhì)的降解肽段數(shù)目大于3 時(shí),通常具有序列關(guān)聯(lián)性。為了更清楚地闡明此關(guān)聯(lián)性,整合50 個(gè)樣本的結(jié)果分析血清多肽組的規(guī)律,結(jié)果表明,在2 個(gè)以上樣本的血清多肽組中鑒定到的降解蛋白質(zhì)共有347 種,占總數(shù)的46%,其中出現(xiàn)頻率最高的前5 種為胸腺素β4(Thymosin beta-4)、補(bǔ)體C3(Complement C3)、α-胰蛋白酶抑制劑重鏈H4(Inter-alpha-trypsin inhibitor heavy chain H4)、纖維蛋白原α 鏈(Fibrinogen alpha chain)和α2-巨球蛋白(Alpha-2-macroglobulin),在49 個(gè)以上的樣本中被檢出。本研究主要以這5 種出現(xiàn)頻率高的蛋白質(zhì)降解的肽段為例,說(shuō)明血清多肽的分布規(guī)律。
將肽段N 端或C 端逐級(jí)相差一個(gè)氨基酸殘基的肽段稱為階梯序列肽段[1]。本研究選取的5 種蛋白質(zhì)中,前4 種均表現(xiàn)出明顯的階梯序列特征(具體肽段序列見(jiàn)電子版文后支持信息表S3~S6)。以胸腺素β4 為例進(jìn)行說(shuō)明,歸屬于胸腺素β4 的最短肽段為SDKPDMAEIEK,以此為起點(diǎn),可發(fā)現(xiàn)該肽段的羧基依次增加1 個(gè)或2 個(gè)氨基酸的肽段;類似的,以肽段SKETIEQEKQAGES 為起點(diǎn),檢測(cè)到了25 條氨基端連續(xù)增加一個(gè)氨基酸殘基的肽段,所有這些肽段都是由最長(zhǎng)肽段SDKPDMAEIEKFDKSKLKKTETQEKNPLPSKETIEQEKQAGES逐步降解產(chǎn)生(見(jiàn)電子版文后支持信息表S3)。階梯序列肽段在補(bǔ)體C3 蛋白質(zhì)、α-胰蛋白酶抑制劑重鏈H4 和纖維素蛋白原α 鏈中也非常明顯(但并不限于這些降解蛋白質(zhì)),即在人血清多肽組中一定存在階梯序列,這與蛋白質(zhì)組學(xué)研究中通過(guò)特異性酶切產(chǎn)生的序列分布形式截然不同。將50 個(gè)血清多肽組的數(shù)據(jù)整合并在整體水平上進(jìn)行分析時(shí),階梯序列的規(guī)律變得更清晰。例如,在1 號(hào)、5 號(hào)和7 號(hào)樣本中,補(bǔ)體C3 蛋白僅降解了2 條肽段,并未發(fā)現(xiàn)明顯的關(guān)聯(lián)肽段。然而,在46 號(hào)樣本中檢出了高達(dá)26 條肽段,從中可以清晰地觀察到階梯序列的特征,該特點(diǎn)也為深入理解血清多肽組的復(fù)雜性提供了新的視角。
2.3 血清多肽組的準(zhǔn)連續(xù)酶切
在分析個(gè)體肽段時(shí),觀察到了酶切位點(diǎn)具有在蛋白質(zhì)序列的特定區(qū)域聚集的趨勢(shì),通過(guò)匯總并統(tǒng)計(jì)志愿者樣本中5 種蛋白質(zhì)的酶切位點(diǎn)及相應(yīng)階梯肽段的數(shù)量(表2),發(fā)現(xiàn)這種趨勢(shì)更明顯,而且酶切位點(diǎn)的總數(shù)與階梯序列在所有檢測(cè)到的肽段中的占比存在相關(guān)性。當(dāng)階梯序列存在時(shí),酶切位點(diǎn)更傾向于在序列的某些區(qū)域集中且連續(xù)分布。首先,胸腺素β4 在所有樣本中均被檢出,共鑒定出89 條特異性肽段。由圖2 可見(jiàn),胸腺素β4 全序列包含44 個(gè)氨基酸,而在50 個(gè)樣本中共發(fā)現(xiàn)了41 個(gè)酶切位點(diǎn)。因此,來(lái)源于胸腺素β4 的降解肽段在總體上展現(xiàn)出幾乎完全連續(xù)的階梯序列肽段分布。
補(bǔ)體C3 蛋白的全序列包含1663 個(gè)氨基酸,在所有樣本中共檢測(cè)出48 條特異性肽段和46 個(gè)酶切位點(diǎn),盡管這些酶切位點(diǎn)相對(duì)于全序列的氨基酸數(shù)量而言很少,但在1304~1338 這個(gè)特定的氨基酸序列區(qū)間內(nèi),觀察到22 個(gè)降解位點(diǎn),呈現(xiàn)出比較連續(xù)的酶切現(xiàn)象(圖3)。
同樣地,在α-胰蛋白酶抑制劑重鏈H4 中檢測(cè)出158 條特異性肽段(圖4),其中134 條為相關(guān)序列肽段,并且在610~690 的蛋白質(zhì)區(qū)間內(nèi),發(fā)現(xiàn)了60 個(gè)幾乎緊密相連的酶切位點(diǎn),而其它序列區(qū)間檢測(cè)到的肽段較少。
纖維素蛋白原α 鏈的全序列共包含866 個(gè)氨基酸,在特定的4 個(gè)區(qū)域,即1~36、100~129、237~281和413~625 區(qū)間內(nèi),酶切位點(diǎn)呈現(xiàn)出顯著的連續(xù)性和集中性(圖5),這些位點(diǎn)的連續(xù)酶切產(chǎn)生了大量階梯序列肽段,而這些肽段經(jīng)常出現(xiàn)于文獻(xiàn)報(bào)道中[18-20]。
當(dāng)降解蛋白質(zhì)的檢出肽段數(shù)量較少時(shí),雖然無(wú)法觀察到明顯的階梯序列肽段,但仍能檢測(cè)到序列相關(guān)的肽段。以α2-巨球蛋白為例,盡管在49 個(gè)樣本中都能夠被檢出,但僅發(fā)現(xiàn)了8 條特異的肽段,其中頻數(shù)最高的肽段為VGFYESDVMGR;α2-巨球蛋白全序列包含1474 個(gè)氨基酸,但酶切位點(diǎn)卻僅有8 個(gè)位點(diǎn),主要集中在668~716 區(qū)間內(nèi)(圖6)。
載脂蛋白A-I(Apolipoprotein A-I)、踝蛋白(Talin-1)和血紅蛋白α 亞基(Hemoglobin subunit alpha)等其它相對(duì)低頻的降解蛋白也具有上述特征,都具有相對(duì)集中且連續(xù)的酶切區(qū)域。例如,血紅蛋白α 亞基全序列包含142 個(gè)氨基酸,包含100 個(gè)酶切位點(diǎn)(見(jiàn)電子版文后支持信息圖S1),因此,可以推測(cè),具有相對(duì)集中且連續(xù)的酶切區(qū)域是優(yōu)勢(shì)降解蛋白的普遍特征,這也可以解釋在實(shí)驗(yàn)中檢測(cè)到優(yōu)勢(shì)降解蛋白質(zhì)的某一特定肽段時(shí),通常能夠同時(shí)發(fā)現(xiàn)該肽段的其它序列相關(guān)肽段。例如, Wen 等[18]識(shí)別出包括RGSESGIFTNTKESSS在內(nèi)的13 個(gè)歸屬于纖維蛋白原α 鏈的相關(guān)序列肽段,并將其作為共同的子癇前期潛在生物標(biāo)志物。在本研究中有53條特異性肽段都包含該序列。Zhao 等[ 21]認(rèn)為胸腺素β4 的降解肽段DKPDMAEIEKFDKSKLK 是脊髓損傷的重要潛在標(biāo)志物,在本研究中該肽段的相關(guān)序列肽段多達(dá)上百條。De Oliveira 等[19]提出歸屬于補(bǔ)體C3 蛋白質(zhì)的降解肽段HWESASLL 為胃腺癌患者的潛在生物標(biāo)志物,而本研究中檢測(cè)到該肽段相關(guān)的最短肽段為IHWESASLL,最長(zhǎng)肽段為SSKITHRIHWESASLLR。因此,不難看出,很多文獻(xiàn)中提出的多肽生物標(biāo)志物實(shí)際上僅僅是一系列序列相關(guān)肽段中的某一條肽段,說(shuō)明根據(jù)肽段表達(dá)水平的差異尋找生物標(biāo)志物具有一定的隨機(jī)性。此外,對(duì)于血紅蛋白、胸腺素β4 和纖維蛋白原α鏈等蛋白質(zhì),多肽組的酶切幾乎發(fā)生于蛋白質(zhì)全部序列,而α2-巨球蛋白等的降解僅發(fā)生在很窄的范圍,其原因尚需進(jìn)一步探究。
2.4 血清多肽組主要降解肽段的強(qiáng)度分析
為考察肽段出現(xiàn)頻率與其信號(hào)強(qiáng)度的關(guān)系,選取頻數(shù)超過(guò)10 的部分序列肽段進(jìn)行熱圖表征。在比較50 個(gè)樣本中肽段的絕對(duì)強(qiáng)度時(shí)發(fā)現(xiàn),歸屬于胸腺素β4 的部分序列肽段的絕對(duì)強(qiáng)度差異顯著,最高可達(dá)100 倍以上,在不同樣本之間未發(fā)現(xiàn)明顯的規(guī)律性。然而,這些肽段的相對(duì)強(qiáng)度在不同樣本中具有一定的穩(wěn)定性。例如, SDKPDMAEIEKFDKSKLKKTETQEKNPLPSKETIEQEKQAGES 和KNPLPSKETIEQEKQAGES這兩個(gè)歸屬于胸腺素β4 的降解肽段,在所有樣本中均能被檢出。經(jīng)歸一化處理后,前者在25 個(gè)樣本中的信號(hào)強(qiáng)度超過(guò)90,在50 個(gè)樣本中的平均值為75.74;后者在11 個(gè)樣本中強(qiáng)度超過(guò)90,平均值為56.22。同時(shí),為了突出小峰的差異,本研究取相對(duì)強(qiáng)度的對(duì)數(shù)后進(jìn)行歸一化處理(圖7)。與胸腺素β4 類似,這種肽段相對(duì)強(qiáng)度在不同樣本中的穩(wěn)定性也體現(xiàn)在另外3 種蛋白質(zhì)中,具體而言,補(bǔ)體C3 中的降解肽段SSKITHRIHWESASLLR、α-胰蛋白酶抑制劑重鏈H4 的降解肽段QLGLPGPPDVPDHAAYHPF以及纖維蛋白原α 鏈的降解肽段ADEAGSEADHEGTHSTKRGHAKSRPV 因其高頻出現(xiàn)而展現(xiàn)出較高的肽段相對(duì)強(qiáng)度(見(jiàn)電子版文后支持信息圖S2~S4)。以上結(jié)果表明,雖然不同樣本之間血清多肽的含量和信號(hào)強(qiáng)度可能相差較大,但有些多肽具有一定的穩(wěn)定性,出現(xiàn)頻率高,這種特性也使其更易被選為生物標(biāo)志物。例如, α-胰蛋白酶抑制劑重鏈H4 的降解肽段QLGLPGPPDVPDHAAYHPF 已被視為預(yù)測(cè)后續(xù)自發(fā)性早產(chǎn)[22]和胃腺癌[19]的潛在生物標(biāo)志物。在本研究的47 個(gè)樣本中,該肽段均以較高的相對(duì)強(qiáng)度被檢出(見(jiàn)電子版文后支持信息圖S3)。同樣,纖維蛋白原α 鏈的降解產(chǎn)物ADSGEGDFLAEGGGVR 和DSGEGDFLAEGGGVR 被認(rèn)為是子癇前期[18]、胃腺癌[19]和潰瘍性結(jié)腸炎[20]的潛在生物標(biāo)志物。本研究中,上述兩種標(biāo)志物在46個(gè)樣本中均可被檢測(cè)到,并且同樣具有較高的相對(duì)強(qiáng)度(見(jiàn)電子版文后支持信息圖S4)。
3 結(jié)論
在血清多肽組中存在一系列階梯序列或相關(guān)序列肽段,其產(chǎn)生源自優(yōu)勢(shì)降解蛋白質(zhì)的特定區(qū)域發(fā)生連續(xù)酶切,這種降解模式不僅導(dǎo)致血清多肽組的肽段數(shù)目和強(qiáng)度的分布不均,也反映了多肽組形成過(guò)程中蛋白質(zhì)降解的連續(xù)性,而且相對(duì)強(qiáng)度較高的肽段的檢出具有一定的規(guī)律性和重現(xiàn)性。這些發(fā)現(xiàn)揭示了人血清多肽組的分布規(guī)律,有助于更全面地理解血清多肽組的復(fù)雜性和多樣性,提示降解蛋白質(zhì)比血清多肽更適合作為生物標(biāo)志物。
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