人甲状腺球蛋白翻译后修饰全景图谱的鉴定及其与三维结构的关联分析

《Scientific Reports》：Comprehensive proteomic and structural mapping of post-translational modifications of human thyroglobulin

　　

摘要

人甲状腺球蛋白（hTg）是甲状腺激素（TH）的前体物质，也是甲状腺中主要的碘储库。其成熟和功能严重依赖于多种翻译后修饰（PTMs）。迄今为止，这些修饰的全局分布、结构组织及其生理作用仍未被完全阐明。本研究将多种蛋白酶消化与高分辨率纳升级液相色谱-串联质谱相结合，绘制了hTg修饰的全景图谱，并结合其三维冷冻电镜结构对结果进行了解析。我们的方法实现了对hTg序列近乎完整的覆盖（99.3%），并鉴定和定量了多种修饰，包括糖基化、氧化、磷酸化、乙酰化、琥珀酰化、磺化和碘化。特别是，我们鉴定出的N-糖基化位点数量多于以往报道，同时发现了大量的甲硫氨酸和色氨酸氧化位点。引人注目的是，几乎所有非激素酪氨酸残基以及若干组氨酸残基均被发现发生碘化。这些残基的碘化程度与其可及性高度相关，提示hTg在碘储存中发挥重要作用。其余已鉴定的修饰则结合甲状腺激素生物合成过程进行了阐释。要进一步阐明hTg修饰的生物学意义，仍需开展更多功能研究。综上所述，本研究的发现为未来研究提供了hTg的结构与蛋白质组学参考图谱，并进一步加深了对甲状腺球蛋白分子组织及其在甲状腺激素合成中作用的理解。