高场非对称波形离子迁移谱技术提升了小鼠肝脏和大脑蛋白质中整体N-同型半胱氨酸化水平的定位精度

《Amino Acids》：High-field asymmetric waveform ion mobility spectrometry (FAIMS) improves proteome-wide N-homocysteinylation mapping in mouse liver and brain proteins

　　

摘要

N-同型半胱氨酸化会赋予蛋白质免疫原性、促凝性和淀粉样变性特性。尽管了解同型半胱氨酸（Hcy）的毒性机制非常重要，但由于N-Hcy蛋白含量较低，针对Hcy-硫内酯（HTL）对蛋白质修饰影响的整体蛋白质组研究仍然面临挑战。高场不对称波形离子迁移谱（FAIMS）作为一种强大的在线分离方法，能够提升其他蛋白质翻译后修饰的识别效率，因此我们预期它也能帮助检测N-同型半胱氨酸化蛋白（N-Hcy蛋白），并有助于揭示其在人类疾病中的作用。经过多次测量优化后，我们比较了小鼠肝脏和大脑样本中N-Hcy蛋白/肽的识别率，这些样本可能是天然的，也可能是经HTL在体外修饰过的。此外，我们还研究了不同的巯基还原剂和阻断剂，即二硫苏糖醇（DTT)/碘乙酰胺（IAA）以及三(2-羧乙基)膦（TCEP)/甲基甲硫磺酸盐（MMTS），对已识别的N-Hcy位点数量的影响。FAIMS使N-Hcy-Lys肽和N-Hcy蛋白的数量分别增加了1.3–7倍和1.1–7倍，而使用TCEP/MMTS作为巯基还原/阻断剂时，检测效果更为显著。我们共发现了69种体内N-Hcy蛋白和1198种体外N-Hcy蛋白。综上，我们认为FAIMS是N-Hcy蛋白质组分析流程中的重要工具，有助于定位N-Hcy位点。相关数据可通过ProteomeXchange获取，标识号为PXD062860。

N-同型半胱氨酸化会赋予蛋白质免疫原性、促凝性和淀粉样变性特性。尽管了解同型半胱氨酸（Hcy）的毒性机制非常重要，但由于N-Hcy蛋白含量较低，针对Hcy-硫内酯（HTL）对蛋白质修饰影响的整体蛋白质组研究仍然面临挑战。作为一种强大的在线分离方法，高场不对称波形离子迁移谱（FAIMS）能够提升其他蛋白质翻译后修饰的识别效率，因此我们预期它也能帮助检测N-同型半胱氨酸化蛋白（N-Hcy蛋白），并有助于揭示其在人类疾病中的作用。经过多次测量优化后，我们比较了小鼠肝脏和大脑样本中N-Hcy蛋白/肽的识别率，这些样本可能是天然的，也可能是经HTL在体外修饰过的。此外，我们还研究了不同的巯基还原剂和阻断剂，即二硫苏糖醇（DTT)/碘乙酰胺（IAA）以及三(2-羧乙基)膦（TCEP)/甲基甲硫磺酸盐（MMTS），对已识别的N-Hcy位点数量的影响。FAIMS使N-Hcy-Lys肽和N-Hcy蛋白的数量分别增加了1.3–7倍和1.1–7倍，而使用TCEP/MMTS作为巯基还原/阻断剂时，检测效果更为显著。我们共发现了69种体内N-Hcy蛋白和1198种体外N-Hcy蛋白。综上，我们认为FAIMS是N-Hcy蛋白质组分析流程中的重要工具，有助于定位N-Hcy位点。相关数据可通过ProteomeXchange获取，标识号为PXD062860。