《细胞蛋白水平与mRNA丰度间的依赖关系》由会员分享，可在线阅读，更多相关《细胞蛋白水平与mRNA丰度间的依赖关系（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、细胞蛋白水平与 mRNA 丰度间的依赖关系近 20 年来，高通量技术的发展支持了大规模的基因组、转录组和蛋白质组 定量分析。这些数据被用来分析在不同系统和条件下转录组与蛋白质组的定量关 系。这些研究有时候会导致一些冲突的结论，尤其是究竟在何种程度上 mRNA 的量控制了蛋白质的量。基础生命科学研究和转化生命科学研究的一个核心问题是：基因组信息是如 何通过自身的表达来决定表型的。中心法则将DNA、RNA和蛋白质这三种分子 紧紧联系在了一起。来源于同一基因座的转录本的量与蛋白的量之间的关系并不 简单。蛋白的表达水平除了被转录本的量调控以外，还存在其他许多重要的调控 途径。这些途径包括(1)翻译率：
2、翻译率受到mRNA序列的显著影响，比如上游 的开放阅读框，内部的核糖体结合位点；(2) 翻译率的调控：调控的方式有蛋白 结合到转录本上的调控原件，非编码 RNA 的结合，转录本与核糖体的结合能力； (3)蛋白质的半衰期：泛素化途径的降解或者细胞自噬不依赖于转录本的量；(4) 蛋白质合成的延迟：蛋白合成需要时间，因此转录的改变需要在一个短暂的延迟 后才能影响蛋白的水平；(5) 蛋白的转运：蛋白在空间上被转运出了它所合成的 地方。因此直接比较蛋白的丰度与mRNA的丰度是不可取的。蛋白与mRNA的相互比较有两种不同的形式。一种是(Figure 1A)在不同的 个体、条件或者时间点，比较来源于同一个基
3、因的蛋白与 mRNA 的量，这样做 是为了研究 mRNA 水平的变化在何种程度上影响了蛋白量的变化。另一种 (Figure IB)是比较多个不同的蛋白和与之对应的mRNA的量，这样做是为了研 究在何种程度上蛋白水平能反应 mRNA 的不同。Protein of Gene AmPNA of Gene Au-OJlo亠BGene AGene BFigure 1. 不同形式的蛋白与 mRNA 相互比较Y Liu ，A Beyer ，R Aebersold.On the Dependency of Cellular Protein Levels on mRNAAbundance. Cell.技术的进步
4、加深了我们对 mRNA 与蛋白水平关系的理解。基因组层面的研究需要高精度、高灵敏度和高准确度的技术(Figure 2)。RNAPII1quaMilicalionAbsolute a.dindanEeI SynlhaslA| A9fnMn.b,0*grdnHnmRNA dMradalicnProti9-ln itcgriidrOtlainAT-PCR Mic 2口$ RNA-fieqnCauriiler IR*IA-flBq * nCauntvrNET-Sftq 4s.U intRling HftTE-itjq+ nPounrFluar-A&nnA mierni9cnpy $yrldH!446
5、PilTilEilWSELAC TMT/ITRAQ LFQ|IMQFlib0-5et| pyi*CHJ-p pgiLC p5EL,A * AHAFluorescence nicroacopy BlQMh-thASfi! 吕节玳厲卿榕iinhibtiW、Proleln ccmplaxFigure 2. 控制基因表达的一系列机制和与之相应的定量手段Y Liu，A Beyer，R Aebersold. On the Dependency of Cellular Protein Levels on mRNA Abundance. Cell.过去20 年来，质谱技术已经成为研究蛋白定性和定量的重要方法。
6、作为一种全面的工具，质谱支持大规模的相对和绝对定量，而且不需要抗体(Table 1)。Tablel质谱技术总结和用其研究mRNA与蛋白质关系的代表性文献Table L 朋聾 SpectFcmctric Tk hnkiim lw Lanoe-Scak- Relahve-an-d Aln-olut Prolenne QuantrftcjifekHi nd Fpre-M-nfertivti Ube-raitureGndhHi1 kidiicaU ng Thm r Use lor niFINA-Prateiii FtrSnrti onsip Analv-sis厲 b&aEKir!F ul NanQ c
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9、 d. 2I14. Khw st M, an3 HiiriM, at dL, 2014.LPU 客pxEJ MJuiUrxilabti trw qua.tficaiw spKlral co in 两|Llu IE aJ. 20网M&2 pc rlral C4jrt,bw.midtffaCJunq rt aJ. 2D14|LFQ-M31leW-irw quariiEcadiyMSI -based低阖M51 iro&ngiiyiP-WiaodBs ahotewl et M. 20131siiBnlal .indWi&dstquiaiclGrfi 聊曲 thwr-rtcal MS2网吆镇日&0伺MS
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11、sbirw c? a. RE：加 imdiDBS： tram andcfi pr-Jceri wtngul poptKlB It：肖mbnbbllm ME2 uuk int&nall”Y Liu， A Beyer ， R Aebersold. On the Dependency of Cellular Protein Levels onmRNA Abundance. Cell.在稳定状态的时候，mRNA的水平决定了蛋白质的水平，而且蛋白质的合 成会有延迟(Fig ures 3A and 3B)。很难严格地定义“稳定的状态，姑且认为我 们通常做组学实验时收集的细胞，如果在某个时间段内(通常几小时)的蛋白或者 mRNA 水平保持相对恒定，则被看做是“稳定的状态”。在短暂的适应期，转录后的调控非常重要。如果改变细胞的生存环境和条件， 细胞需要短暂的适应期。这时如果仅仅只改变转录水平则太慢了，因此就需要转 录后的调控机制。提高现有转录本的翻译速率能快速地合成新的所需蛋白，同时 目标性地降解蛋白质，例如通过泛素途径，可以加速清除
