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澳大利亚悉尼大学 Sean J. Humphrey 和 David E. James 以及丹麦哥本哈根大学 Jørgen F. P. Wojtaszewski 研究团队共同合作，开发出了个性化磷酸蛋白质组学方案，可用来鉴定复杂生物学背景下的功能性磷酸化信号。这一研究成果于2021年12月2日在线发表在《自然—生物技术》杂志上。

研究人员介绍了“个性化磷酸蛋白质组学”方案，这种研究方案将实验科学和计算机分析相结合，利用人类表型变异将信号转导与生物功能联系起来。研究人员测量个体的磷酸化蛋白质组对干预措施的反应，同时测量相应的表型。应用这种方法来研究运动如何增强人类骨骼肌中的胰岛素信号传导，该团队鉴定了参与葡萄糖代谢的蛋白质，不仅发现了目前已知的磷酸化位点，还发现之前未被鉴定的位点。

研究人员发现了 mTOR 和 AMPK 之间的合作关系，mTOR 能够直接磷酸化 AMPK 的 S377 位点来参与代谢调节。这些结果确立了个性化磷酸化蛋白质组学作为研究复杂生物学背景下信号转导过程的通用方法。

据介绍，蛋白质磷酸化动态地整合环境和细胞信息来调控生命过程。生物体受到干扰后，会有数千个磷酸化位点受到调节，在整体范围内能够识别出功能性的磷酸化位点是一项重大挑战。

附：英文原文

Title: Personalized phosphoproteomics identifies functional signaling

Author: Needham, Elise J., Hingst, Janne R., Parker, Benjamin L., Morrison, Kaitlin R., Yang, Guang, Onslev, Johan, Kristensen, Jonas M., Hjlund, Kurt, Ling, Naomi X. Y., Oakhill, Jonathan S., Richter, Erik A., Kiens, Bente, Petersen, Janni, Pehmller, Christian, James, David E., Wojtaszewski, Jrgen F. P., Humphrey, Sean J.

Issue&Volume: 2021-12-02

Abstract: Protein phosphorylation dynamically integrates environmental and cellular information to control biological processes. Identifying functional phosphorylation amongst the thousands of phosphosites regulated by a perturbation at a global scale is a major challenge. Here we introduce ‘personalized phosphoproteomics’, a combination of experimental and computational analyses to link signaling with biological function by utilizing human phenotypic variance. We measure individual subject phosphoproteome responses to interventions with corresponding phenotypes measured in parallel. Applying this approach to investigate how exercise potentiates insulin signaling in human skeletal muscle, we identify both known and previously unidentified phosphosites on proteins involved in glucose metabolism. This includes a cooperative relationship between mTOR and AMPK whereby the former directly phosphorylates the latter on S377, for which we find a role in metabolic regulation. These results establish personalized phosphoproteomics as a general approach for investigating the signal transduction underlying complex biology.

DOI: 10.1038/s41587-021-01099-9

Source: https://www.nature.com/articles/s41587-021-01099-9

Nature Genetics：《自然—遗传学》，创刊于1992年。隶属于施普林格·自然出版集团，最新IF：41.307
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