基于4D非标记定量磷酸化蛋白质组学解析猪不同部位肌肉品质差异的分子机制

推荐：本研究针对不同猪肉部位肌肉纤维特性和肉品质差异的分子机制不明问题，采用4D非标记定量磷酸化蛋白质组学技术，对猪背最长肌(LT)、半膜肌(SMM)、腰大肌(PS)和半腱肌(SMT)开展比较分析，鉴定到13,232条磷酸肽及3137个磷酸化蛋白，发现ATP5F1A、FLNC等关键磷酸化蛋白与肉品质性状显著相关，为精准育种提供新靶点。

　　

猪肉作为全球最重要的红肉来源，其品质差异直接影响加工特性和消费偏好。尽管已知不同部位猪肉存在显著的肌肉纤维组成和肉质参数差异，但决定这些差异的翻译后调控机制仍不清楚。特别是蛋白质磷酸化作为关键的翻译后修饰方式，如何通过动态调控肌原纤维结构和代谢通路来影响肉质，尚未得到系统阐释。南昌师范学院生命科学学院的研究团队在《Food Chemistry: Molecular Sciences》发表最新成果，首次对山峡长黑猪四个关键部位肌肉开展4D非标记定量磷酸化蛋白质组学分析，揭示了磷酸化调控网络与肉品质性状的分子关联。

研究人员采用4D-LC-MS/MS技术对六头遗传背景一致的猪只肌肉样本（LT、SMM、PS、SMT）进行分析，通过IMAC富集磷酸化肽段，使用timsTOF Pro 2质谱仪进行数据采集，结合FragPipe软件进行数据库检索和定量分析。

3.1 磷酸化蛋白鉴定与位点分析

研究鉴定到16,822个磷酸化位点，对应3137个磷酸化蛋白，其中肌联蛋白NEB含365个位点最为突出。SMT肌肉展示最多的独特磷酸化位点（1098个），提示其具有最活跃的磷酸化调控网络。

3.2 差异磷酸化肽比较

六组比较共发现超过1000个差异磷酸化肽(DAPPs)，LT与SMT的差异最显著（3791个DAPPs）。上调DAPPs主要涉及肌动蛋白结合、氧化磷酸化和糖酵解通路蛋白。

3.3 功能富集分析

GO分析显示DAPPs显著富集于肌节组织、Z盘结构等生物学过程。KEGG通路分析鉴定出肌细胞骨架、扩张型心肌病等共同通路，其中32个磷酸化蛋白同时参与这三条通路。

3.5 部位特异性磷酸化特征

SMT特有的691个DAPPs构成最复杂的互作网络，关键节点AKT1具有60个相互作用伙伴。相关性分析证实ATP5F1A等14个磷酸化蛋白与氧化型肌纤维比例、肉色参数a*值呈正相关。

该研究首次绘制了猪不同部位肌肉的磷酸化调控全景图，发现磷酸化通过重塑肌原纤维结构（如ACTN2/3）、调控能量代谢（ATP5F1C、MDH2）和信号转导（AKT1）三条核心通路影响肉质。特别值得注意的是，SMT肌肉特有的磷酸化特征与其优越的肉品质性状高度吻合，这为开发基于磷酸化生物标记的肉质预测技术提供了理论依据。研究揭示的FLNC、BAG3等新型调控因子，为通过基因编辑改良肌肉品质提供了潜在靶点。未来可进一步探究关键磷酸化位点的功能验证，以及多组学整合分析在肉类科学中的应用。