2020年3月18日，Cell雜志在線發(fā)表了來(lái)自美國(guó)得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校Edward M.Marcotte課題組題為“A Pan-plant Protein Complex Map Reveals Deep Conservation and Novel Assemblies”的研究論文。

該研究通過(guò)Co-fractionation MS （CF-MS）方法，從13種植物中系統(tǒng)地鑒定了體內(nèi)的蛋白質(zhì)復(fù)合體，大大擴(kuò)展了植物中穩(wěn)定蛋白質(zhì)復(fù)合體的數(shù)據(jù)庫(kù)。

目前植物物種測(cè)序的基因組數(shù)目越來(lái)越多，但是多數(shù)植物蛋白的生化特征及生物功能仍然知之甚少。如擬南芥基因組編碼約35，000個(gè)編碼蛋白質(zhì)基因，但這些蛋白質(zhì)中的大多數(shù)功能仍不清楚。通過(guò)確定蛋白質(zhì)之間的相互作用是發(fā)現(xiàn)基因和蛋白質(zhì)功能的關(guān)鍵步驟，因此，揭示植物內(nèi)蛋白的相互作用信息將極大地促進(jìn)植物基礎(chǔ)研究的努力，并為提高作物產(chǎn)量、抗病/抗逆性和生產(chǎn)生物燃料提供了可能。

但是許多用于在動(dòng)物和酵母中大規(guī)模發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)復(fù)合體的技術(shù)（例如高通量親和純化質(zhì)譜法[AP-MS]）價(jià)格過(guò)高，甚至難以大規(guī)模使用。同時(shí)由于植物有復(fù)雜的基因組，多倍性。因此，植物中的AP-MS實(shí)驗(yàn)僅限于目標(biāo)蛋白家族研究，無(wú)法大規(guī)模應(yīng)用。

該研究運(yùn)用了一種新的方法Co-fractionation MS （CF-MS）方法，該方法可檢測(cè)相互作用的蛋白質(zhì)，適用于任何物種，無(wú)需抗體或單個(gè)蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)基因表位標(biāo)簽。CF-MS涉及色譜分離天然蛋白質(zhì)提取物，然后使用MS鑒定每個(gè)生化部分中的蛋白質(zhì)。分離中蛋白質(zhì)的共洗脫（CF）可作為相互作用的證據(jù)，當(dāng)在多個(gè)不同的分離中進(jìn)行測(cè)量時(shí)，這是蛋白質(zhì)相互作用的嚴(yán)格信號(hào)。

同時(shí)該研究選用了跨越11億年進(jìn)化的綠色植物的13個(gè)物種，利用CF-MS生成了一個(gè)龐大，多樣且有代表性的蛋白質(zhì)相互作用組學(xué)數(shù)據(jù)集。數(shù)據(jù)分析表明，該數(shù)據(jù)庫(kù)代表了來(lái)自不同物種和提取物中的141，910多種獨(dú)特蛋白質(zhì)和23，896種OG（orthogroup），這是迄今為止對(duì)植物進(jìn)行的最大的蛋白質(zhì)組學(xué)調(diào)查，涵蓋了廣泛的功能區(qū)域。該數(shù)據(jù)集提供了綠色植物保守表達(dá)的蛋白質(zhì)組的面貌。

此后，該研究通過(guò)獨(dú)立分析和化學(xué)交聯(lián)確認(rèn)CF-MS相互作用。如實(shí)驗(yàn)證實(shí)了CCT復(fù)合物在整個(gè)植物中都是保守的，并表明植物中的3D亞基組織類似于動(dòng)物，表明CF-MS忠實(shí)地捕獲了蛋白質(zhì)組裝體。

之后，研究生成了植物進(jìn)化保守的泛蛋白體圖譜，這些之前鑒定的蛋白復(fù)合物還鑒定由新的關(guān)聯(lián)以及植物中從未鑒定的蛋白質(zhì)組成。

此外，該研究從蛋白質(zhì)相互作用中還發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)功能和表型?？傊撗芯客ㄟ^(guò)使用CF-MS蛋白質(zhì)組學(xué)鑒定了跨植物高度保守的主要蛋白質(zhì)復(fù)合體，構(gòu)建了植物細(xì)胞基本生化“接線圖”的參考圖。盡管該研究提供了一些將蛋白與表型聯(lián)系起來(lái)并測(cè)試特定功能的例子，但是我們可以通過(guò)多種其他方式來(lái)挖掘這一豐富的數(shù)據(jù)集，從而為我們的研究提供新的思路。

最為重要的是，該研究將數(shù)據(jù)庫(kù)建好網(wǎng)址，以便大家查看：http：//plants.proteincomplexes.org

論文鏈接：

https：//www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674（20）30226-9#%20