APT分享 | 蛋白質(zhì)組學(xué)解鎖木薯保鮮新技能

瀏覽次數(shù)：4194　發(fā)布日期：2019-3-26　

木薯是熱帶和亞熱帶地區(qū)的重要作物，與馬鈴薯和甘薯并稱為世界三大薯類作物。當(dāng)然，在中國大部分地區(qū)，我們最常見到的木薯，應(yīng)該是這個樣子出現(xiàn)的：

吃貨們看過來~

好，看完美食我們接著聊。木薯雖然不錯，但是采后很容易變質(zhì)，難以貯存。這在吃貨界顯然是不可以忍受的事！還好，大批科學(xué)家上線，希望找到讓木薯更容易保存的方法。

最近，就有一個瑞士的研究團隊利在相對定量蛋白組學(xué)技術(shù)的幫助下找到了緩解木薯變質(zhì)的辦法（VanderschurenH,et al., Plant Cell, 2014）。

文獻來源：https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24876255

這個團隊對于之前所有人都在研究變質(zhì)相關(guān)基因的狀況，提出了自己的看法：“整天基因基因噠，蛋白也很重要啊！修飾也很重要啊！能不能考慮考慮它們的感受？”于是乎，他們選擇了Label Free對木薯根的蛋白組做了相對定量分析。

今天小編就和大家聊聊這個研究案例。

不同采后時間的蛋白表達差異

研究人員首先選取了采收后0、6、12和24 h小時的木薯根切片樣本，每個時間點三次生物學(xué)重復(fù)。他們利用SDS提取了各樣品的總蛋白，每個樣品分五級，分別進行LC-MS/MS檢測，每次檢測兩次技術(shù)重復(fù)。

所有質(zhì)譜檢測的數(shù)據(jù)在ProgenesisLCMS上合并分析，使用的是cassava 4.1蛋白數(shù)據(jù)庫。本研究通過分級，木薯根的蛋白組覆蓋程度被大大提高，最終一共鑒定到了2632個蛋白，并對其中1199個蛋白的TP3Q豐度進行了排序。在采后生理變質(zhì)過程中，有293個蛋白表現(xiàn)出顯著的豐度變化。

差異蛋白的通路分析

在對293個差異蛋白進行分子功能分類后，研究人員發(fā)現(xiàn)，這些差異蛋白的分子功能多數(shù)與氧化還原活性相關(guān)，由此推斷氧化是木薯采后變質(zhì)的主要原因。在通路分析方面，這個研究和目前大部分的研究不太一樣。他們使用的通路分析數(shù)據(jù)庫為AraCyc。通路分析結(jié)果顯示，這些差異蛋白主要參與了抗壞血酸鹽/谷胱甘肽循環(huán)、乙烯生物合成、苯丙素生物合成、脂肪酸α氧化、葉酸轉(zhuǎn)換等多個生物過程。

進一步鎖定關(guān)鍵酶

通路分析結(jié)果顯示，抗壞血酸鹽/谷胱甘肽循環(huán)是木薯采后變質(zhì)的關(guān)鍵。在木薯根生理性變質(zhì)過程中，過氧化物和H2O2含量會增加，而該循環(huán)正是清除H2O2。研究團隊結(jié)合他人的研究結(jié)果，關(guān)注了該循環(huán)中的各個關(guān)鍵酶的活性和含量變化，最終他們將研究重點鎖定在GPX（谷胱甘肽過氧化物酶），一種重要的過氧化物分解酶，保護細胞膜的結(jié)構(gòu)及功能不受過氧化物的干擾及損害。在木薯采后變質(zhì)的過程中，GPX在活性和含量上都沒有太大變化，因此研究人員假設(shè)增加GPX活性也許可以延緩變質(zhì)進程。