概述

磷酸化蛋白质组学是对蛋白质磷酸化的大规模研究——这是最普遍且功能最重要的翻译后修饰之一。磷酸化调控着细胞生命的几乎每个方面，包括酶活性、蛋白质-蛋白质相互作用、亚细胞定位和信号转导。磷酸化蛋白质组学旨在识别哪些蛋白质被磷酸化、在哪些残基上（主要是丝氨酸、苏氨酸和酪氨酸），以及磷酸化状态如何响应刺激而变化。该领域结合了磷酸肽富集策略、高分辨率质谱和专门的生物信息学，以前所未有的深度绘制磷酸化蛋白质组图谱。

关键概念

磷酸肽富集至关重要，因为磷酸化肽段相对于其非磷酸化对应物通常是亚化学计量的。常见的富集方法包括固定化金属离子亲和色谱（IMAC）和二氧化钛（TiO2）色谱，两者都利用磷酸基团对金属氧化物的亲和力。位点定位算法如 Ascore、Mascot Delta Score 和 MaxQuant 的定位概率确定携带磷酸基团的确切残基。基序分析识别磷酸化位点周围的序列模式，以推断上游激酶偏好。激酶-底物关系可以根据这些基序进行预测并通过实验验证。

应用

磷酸化蛋白质组学是理解细胞信号传导网络的核心。它已经绘制了下游受体酪氨酸激酶和G 蛋白偶联受体的信号级联反应，揭示了与第二信使通路的交叉对话，并阐明了 JAK-STAT 信号传导轴。在癌症研究中，磷酸化蛋白质组学识别可能作为治疗靶点的异常活跃激酶，从而实现精准肿瘤学方法，将抑制剂与驱动肿瘤生长的失调信号节点相匹配。