健康人的尿液中為什么會(huì)有蛋白質(zhì)?
發(fā)布時(shí)間：2021-04-09 21:53
蛋白質(zhì)是人必需的營養(yǎng)物質(zhì),但為什么會(huì)有一小部分蛋白質(zhì)通過尿液被排掉?健康人尿液中的蛋白質(zhì)含量較低,而其種類卻十分豐富,其中存在的蛋白質(zhì)可能是機(jī)體不需要的廢棄物,也可能是會(huì)對機(jī)體產(chǎn)生毒害作用而必須被排出.相比小分子代謝物而言,蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功能多樣,即使分子水平上的一個(gè)小的改變都會(huì)影響其后續(xù)的生物學(xué)功能,通過全面地比較血漿和尿液蛋白質(zhì)組分子水平修飾上的差異,或許可為解釋尿液中存在蛋白質(zhì)的現(xiàn)象提供線索.在這項(xiàng)研究中,共收集了9例健康人的尿液和9例健康人的血漿樣品,通過高分辨串聯(lián)質(zhì)譜及非標(biāo)記定量的蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)對樣本進(jìn)行分析,并使用pFind非限制性修飾鑒定算法整體比較了兩種類型樣品之間的分子修飾差異情況.結(jié)果表明,尿液蛋白質(zhì)組中的半胱氨酸（cysteine, Cys）修飾變?yōu)槊摎浔彼幔╠ehydroalanine, Dha）的數(shù)量顯著高于血漿.[Cys→Dha]這種分子修飾破壞了原有蛋白質(zhì)的二硫鍵,從而影響甚至改變蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與生物功能.綜上,本研究揭示了血漿和尿液在整體蛋白質(zhì)組修飾上的差異,并指出可能由于蛋白質(zhì)分子修飾的差異造成了其結(jié)構(gòu)不可逆的改變,進(jìn)而使得失去功能或者有毒的蛋白質(zhì)...
【文章來源】：中國科學(xué):生命科學(xué). 2020,50(03)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】：11 頁
【部分圖文】：
幾種類型修飾在人血漿和尿液中占總肽段鑒定水平的比值
盡管在蛋白質(zhì)分子中,絕大部分的半胱氨酸殘基處的巰基應(yīng)處于二硫鍵(S–S)狀態(tài),但實(shí)際上在蛋白質(zhì)中也可以檢測到游離巰基,這使得它們有機(jī)會(huì)可以參與多種分子修飾.半胱氨酸殘基之間形成的共價(jià)二硫鍵在穩(wěn)定許多蛋白質(zhì)的天然結(jié)構(gòu)中起特殊作用,二硫鍵可以更好地保持蛋白質(zhì)的疏水性.但是,在蛋白質(zhì)的“生命周期”中,有時(shí)可能會(huì)在還原性環(huán)境下打開二硫鍵,使其還原.還原態(tài)的二硫鍵是不穩(wěn)定且活潑的易發(fā)生多種化學(xué)修飾,其中半胱氨酸變成脫氫丙氨酸(Dha)是最常見的修飾類型.半胱氨酸的脲甲基化修飾與[Cys→Dha]修飾的比例可以反映樣品蛋白質(zhì)中游離巰基及完整二硫鍵的數(shù)目,而游離巰基數(shù)目可以反映蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,即[Cys→Dha]越高的樣品,其蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)越不穩(wěn)定,也表明其結(jié)構(gòu)被破壞的可能性就越大.在開發(fā)基于重組單克隆抗體的生物治療藥物時(shí),應(yīng)密切注意這些新的二硫鍵相關(guān)結(jié)構(gòu),抗體結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性變化與二硫鍵之間的重要性已得到證實(shí).這表明,二硫鍵的用處與IgG(immunoglobulin G)分子的穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)和生物學(xué)功能有關(guān)[17].以上的例子充分說明了二硫鍵對于蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的重要性,甚至可以推測,哪怕是蛋白質(zhì)分子中一個(gè)關(guān)鍵性的二硫鍵被破壞也極有可能會(huì)導(dǎo)致整個(gè)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)崩潰,進(jìn)而失去功能而被排出體外.與此同時(shí),最近的一項(xiàng)研究表明,在慢性肝病及慢性腎臟病或糖尿病患者的血液樣本中,人血清白蛋白中的半胱氨酸Cys34修飾可用作氧化應(yīng)激相關(guān)疾病的標(biāo)志物[18].真核細(xì)胞中的氧化還原酶包括蛋白質(zhì)二硫鍵異構(gòu)酶[19]和硫氧還蛋白[20],它們會(huì)加速二硫鍵的還原.同時(shí),分子內(nèi)或域間的二硫鍵對于分泌途徑中許多蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性至關(guān)重要.Bechtel和Weerapana[21]全面概述了二硫鍵的功能作用及其與人類疾病的相關(guān)性.因此,如果二硫鍵被破壞,蛋白質(zhì)的功能將不可避免地受到影響.
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Profiling of lysine-acetylated proteins in human urine[J]. Weiwei Qin,Ting Wang,He Huang,Youhe Gao. Science China（Life Sciences）. 2019(11)
本文編號：3128379
【文章來源】：中國科學(xué):生命科學(xué). 2020,50(03)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】：11 頁
【部分圖文】：
幾種類型修飾在人血漿和尿液中占總肽段鑒定水平的比值
盡管在蛋白質(zhì)分子中,絕大部分的半胱氨酸殘基處的巰基應(yīng)處于二硫鍵(S–S)狀態(tài),但實(shí)際上在蛋白質(zhì)中也可以檢測到游離巰基,這使得它們有機(jī)會(huì)可以參與多種分子修飾.半胱氨酸殘基之間形成的共價(jià)二硫鍵在穩(wěn)定許多蛋白質(zhì)的天然結(jié)構(gòu)中起特殊作用,二硫鍵可以更好地保持蛋白質(zhì)的疏水性.但是,在蛋白質(zhì)的“生命周期”中,有時(shí)可能會(huì)在還原性環(huán)境下打開二硫鍵,使其還原.還原態(tài)的二硫鍵是不穩(wěn)定且活潑的易發(fā)生多種化學(xué)修飾,其中半胱氨酸變成脫氫丙氨酸(Dha)是最常見的修飾類型.半胱氨酸的脲甲基化修飾與[Cys→Dha]修飾的比例可以反映樣品蛋白質(zhì)中游離巰基及完整二硫鍵的數(shù)目,而游離巰基數(shù)目可以反映蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,即[Cys→Dha]越高的樣品,其蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)越不穩(wěn)定,也表明其結(jié)構(gòu)被破壞的可能性就越大.在開發(fā)基于重組單克隆抗體的生物治療藥物時(shí),應(yīng)密切注意這些新的二硫鍵相關(guān)結(jié)構(gòu),抗體結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性變化與二硫鍵之間的重要性已得到證實(shí).這表明,二硫鍵的用處與IgG(immunoglobulin G)分子的穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)和生物學(xué)功能有關(guān)[17].以上的例子充分說明了二硫鍵對于蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的重要性,甚至可以推測,哪怕是蛋白質(zhì)分子中一個(gè)關(guān)鍵性的二硫鍵被破壞也極有可能會(huì)導(dǎo)致整個(gè)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)崩潰,進(jìn)而失去功能而被排出體外.與此同時(shí),最近的一項(xiàng)研究表明,在慢性肝病及慢性腎臟病或糖尿病患者的血液樣本中,人血清白蛋白中的半胱氨酸Cys34修飾可用作氧化應(yīng)激相關(guān)疾病的標(biāo)志物[18].真核細(xì)胞中的氧化還原酶包括蛋白質(zhì)二硫鍵異構(gòu)酶[19]和硫氧還蛋白[20],它們會(huì)加速二硫鍵的還原.同時(shí),分子內(nèi)或域間的二硫鍵對于分泌途徑中許多蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性至關(guān)重要.Bechtel和Weerapana[21]全面概述了二硫鍵的功能作用及其與人類疾病的相關(guān)性.因此,如果二硫鍵被破壞,蛋白質(zhì)的功能將不可避免地受到影響.
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Profiling of lysine-acetylated proteins in human urine[J]. Weiwei Qin,Ting Wang,He Huang,Youhe Gao. Science China（Life Sciences）. 2019(11)
本文編號：3128379
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