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中国山核桃的定量琥珀酰蛋白质组分析(Carya Cathayensis.)在接枝过程

抽象的

背景

中国山核桃(Carya Cathayensis.)是一种很受欢迎的坚果植物,具有很高的经济价值。嫁接可以加速植物从营养阶段向生殖阶段的转变。赖氨酸琥珀酰化常发生在与代谢途径相关的蛋白中,可能参与了嫁接过程的调控。然而,目前尚未从翻译后修饰的角度研究中国山核桃嫁接过程的确切调控机制。

结果

采用亲和富集和高分辨率LC-MS/MS相结合的方法,对中国山核桃的赖氨酸琥珀酰化进行了全面的蛋白质组学分析。在202个蛋白中共鉴定出259个琥珀酰化位点,这是中国山核桃中第一个完整的赖氨酸琥珀酰化位点。琥珀酰化倾向于发生在山核桃的胞质蛋白中。此外,在琥珀酰化肽中还发现了4个保守的琥珀酰化基序。通过对中国山核桃两个嫁接阶段的比较发现,差异表达的琥珀酰化蛋白主要参与糖代谢、碳固定、氨基酸代谢和植物与病原菌的互作。此外,还鉴定了7个具有11个琥珀酰化位点的热休克蛋白(HSPs),这些蛋白均在嫁接过程中表达上调。

结论

氨基酸生物合成蛋白的琥珀酰化可能是成功嫁接所必需的。琥珀酰化的热休克蛋白可能在山核桃嫁接植株的抗逆性中发挥作用。我们的研究结果为琥珀酰化蛋白的功能验证提供了良好的资源,并为研究接枝位点发生的赖氨酸琥珀酰化的分子机制提供了起点。

背景

中国山核桃(Carya Cathayensis.Sarg。)是中国经济上重要的植物,生产具有相当大量的营养成分的坚果[1].成熟的山核桃通常不仅含有极高比例的不饱和脂肪酸(超过70%),包括油酸、棕榈酸和亚麻酸,而且还含有多种抗肿瘤化合物,如酚醛类、carayensin-A、carayensin-B和carayensin-C [23.4.].限于其长少年阶段,中国山核桃的育种效率和产量主要减少,这限制了中国山核桃园艺行业的长期发展[5.].

嫁接是一种古老的技术,可以提供一种有效的方法来加速来自植物阶段的过渡到中国山核桃中的生殖阶段[6.].一个成功的嫁接过程是由内在遗传决定因素和外部环境因素共同控制的[7.8.].近年来的研究揭示了参与山核桃嫁接过程的重要基因和蛋白质的响应。例如,嫁接过程中12个形成层形成和细胞生长相关基因上调[6.].中国山核桃的转录分析发现的生长素和细胞分裂素相关差异表达基因的大量,在中国山核桃嫁接过程中提示激素信号通路的作用[5.].中国山核桃中移植工会的蛋白质组学分析表明,五种类黄酮生物合成相关蛋白质,包括黄酮-3-氢化合物酶,肉桂酸酯-4-羟化酶,二氢烷基-4-还原酶,Chalcone合酶和Chalcone异构酶,在接枝后显着上调,表明在接枝过程中累及次生新陈代谢[9.].最近,嫁接反应基因,CcPIP1; 2,克隆并进行功能表征。表达的CcPIP1; 2拟南芥通过调节与ABA相关基因的表达以及细胞壁膨胀基因的表达可以增加对非生物胁迫的抵抗力[8.].然而,移植诱导蛋白的翻译后修饰(PTMs)的分子机制目前还不清楚。

蛋白质的PTM是一种有效的生物机制,控制转录、代谢、衰老等许多生物过程[10.].在真核和原核细胞,翻译后修饰扩大数量有限的蛋白质[的功能和结构的多样性11].在过去的几十年中,许多研究都集中在可逆的乙酰化赖氨酸残基[12].除乙酰化外,赖氨酸残基还可以通过多种短链酰化修饰,如丙酸酰化、丁酰化、巴豆酰化、丙二酰化、琥珀酰化和戊二酰化[121314].已经在许多生物体中研究了赖氨酸琥珀酰化,包括微生物(例如结核分枝杆菌酿酒酵母)、哺乳动物(如rattus norvegicus.亩骶)和植物(水松×媒体石斛兰officinale) [15161718].

赖氨酸琥珀酰化常发生在与代谢途径相关的蛋白质中,可能参与了嫁接过程的调控[1920.].因此,通过对琥珀酰化蛋白的鉴定,可以为研究PTMs在山核桃嫁接过程中的作用提供有用的信息。以往的研究主要集中在中国山核桃嫁接过程中的生理和转录方面[1221222324252627].然而,据我们所知,迄今为止还没有关于中国山核桃的PTMs报告。在这里,我们报道了第一个基于蛋白质组学的定量的赖氨酸琥珀酰化在中国山核桃嫁接过程中连接。目前的研究为PTM水平的接枝过程提供了新的分子机制。

结果

中国山核桃赖氨酸琥珀酰化位点的全蛋白质组分析

赖氨酸琥珀酰化是一种普遍存在的PTM在原核和真核细胞中,然而,木质植物的琥珀圈尚未报告[16].提供了琥珀酰蛋白质组学分析流程图(附加文件)1).计算了质量误差和肽长度两个重要参数。大多数琥珀酰化肽的质量误差在0.02 Da以下,大部分琥珀酰化肽的长度在7到27个氨基酸残基之间(图)。1A和B)。

图。1
图1

LC-MS / MS数据的基本信息。一种LC-MS / MS数据的肽评分。B.琥珀酰化肽的长度分布基于它们的长度。C具有不同数量的琥珀酰化位点的蛋白质的数量。D.来自各种生物的每个琥珀酰化蛋白质上的平均琥珀酰化位点

共鉴定了202个蛋白中的259个琥珀酰化位点,其中143个蛋白中的177个琥珀酰化位点进行了量化(附加文件)2).大部分的琥珀酰化蛋白(162个蛋白)只包含一个琥珀酰化位点。29个琥珀酰化蛋白含有2个琥珀酰化位点,11个琥珀酰化蛋白含有3个以上的琥珀酰化位点(图2)。1c).有趣的是,两种蛋白,包括磷酸甘油酸激酶(CS_87744_c0)和蛋白二硫异构酶(CS_93322_c0),包含5个琥珀酰化位点。将中国山核桃的琥珀酰化酶组与其他树种的琥珀酰化酶组进行比较,分析每个蛋白琥珀酰化蛋白的数量和每个蛋白琥珀酰化位点的密度。山核桃中琥珀酰化蛋白的数量明显少于微生物和动物,包括大肠杆菌(990蛋白),诉parahemolyticus(750蛋白质),结核分枝杆菌(686蛋白质),H. Sapiens.(738种蛋白)和M. Musculus.(750个蛋白质),但几乎与植物中的蛋白质相似,如T. Aestivum.(173个蛋白),S. lycopersicum.(202蛋白质),t .媒体(193蛋白),d . officinale蛋白质(207)[1718282930.)(附加文件3.).同时,我们还观察到,中国山核桃的每个蛋白质的琥珀酰化位点的平均数量比大多数报道的物种要少(图。1d)。

中国山核桃苷琥珀杂物的特征

为了预测其可能的功能,将所有已鉴定的琥珀酰化蛋白分为不同的氧化石墨烯类别。在“生物过程”这一类别中,大多数琥珀酰化蛋白被分为“结合”(88个蛋白)和“催化活性”(98个蛋白);在“细胞成分”类别中,琥珀酰化蛋白的最大组属于“细胞”(34个蛋白质)和“大分子复合物”(19个蛋白质)术语;在“分子功能”类别中,主要术语为“代谢过程”(115个蛋白质)和“细胞过程”(71个蛋白质)。2一个)。

图2
图2.

山核桃中赖氨酸琥珀酰化位点和琥珀酰化蛋白的生物信息学分析.一种山核桃中赖氨酸琥珀酰化蛋白的GO分类。B.中国山核桃赖氨酸琥珀酰化蛋白的亚细胞位置。C不同生物中琥珀酰化蛋白在线粒体、细胞质和细胞核中的比例

蛋白质功能和亚细胞定位之间有密切的相关性[30.31].对所有标识的succinylated蛋白质的亚细胞位置在中国山核桃,最大的群体是chloroplast-located蛋白质,其次是cytosol-located, nuclear-located, mitochondria-located蛋白质,的数量占44.6,32.7,6.4和4.5%的所有标识succinylated蛋白质,分别(无花果。2b)。此外,琥珀酰化蛋白在像核,胞质溶胶和线粒体中细胞器的相对比例山核桃与其他公开的有机体进行比较,包括t .石酿酒酵母H. Sapiens.M. Musculus.T. Gondii.o .漂白亚麻纤维卷B. Distachyon.S. lycopersicum.t .媒体d . officinale[16171830.3132].在这些生物中,中国山核桃具有最高比例的细胞溶溶解的琥珀酰化蛋白(75.0%),但线粒体的琥珀酰化蛋白的比例仅为10.2%,低于上述所有生物的10.2%,除外酿酒酵母[16(图。2C)。

鉴定赖氨酸 - 琥珀酰化肽的基序分析

琥珀酰化位点周围的氨基酸的模式在生物体中不同,但在给定的生物中定期进行定期[1618].本研究提取了所有琥珀酰化肽的氨基酸序列,分析了中国山核桃琥珀酰化蛋白的典型基序。几种代表性氨基酸如脯氨酸(P)、谷氨酸(E)、赖氨酸(K)和天冬氨酸(D)在琥珀酰赖氨酸位点下游富集。共有4种优选序列模式,包括K往下P,K往下·E, E··K.往下k,和k往下·D组,使用motifx软件进行识别P.0.000001(图。3.).在与先前公布的琥珀族群中的中国山核桃中鉴定的四个基序比较后,发现这些图案不是独一无二的,而是由两者共享山核桃茶树[33].

图3.
图3.

图中显示了琥珀酰赖氨酸侧翼氨基酸的相对丰度.一种由围绕使用基序-X靶向赖氨酸残基10个残基的琥珀酰化位点的概率的序列基序。四个显著丰富琥珀网站主题进行了鉴定。B.的相对丰度进行计数,示意性地由强度分布图来表示。在琥珀酰化的赖氨酸的特定位置的氨基酸的强度分布图显示了富集(10个氨基酸上游和琥珀酰化位点的下游)

不同物种间糖酵解和三羧酸循环相关酶的琥珀酰化位点比较

在中国山核桃,11个键糖酵解酶,包括磷酸血糖酶(PGM,EC:5.4.2.2),果糖-1,6-双磷酸酶(FBP,EC:3.1.3.11),果糖 - 双磷酸醛酶(Aldo,EC:4.1.2.13)那triosephosphate isomerase (TPI, EC: 5.3.1.1), glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH, EC: 1.2.1.12), phosphoglycerate kinase (PGK, EC: 2.7.2.3), phosphoeno/lpyruvate carboxykinase (GTP, EC: 4.1.1.32), dihydrolipoyllysine-residue acetyltransferase (DLAT, EC: 2.3.1.12), dihydrolipoyl dehydrogenase (DLD, EC: 1.8.1.4), aldehyde dehydrogenase (ALDH, EC: 1.2.1.3) and alcohol dehydrogenase (ADH, EC: 1.1.1.1), were identified as succinylated proteins (Fig.4.和额外的文件4.).其中,PGK含有的琥珀酰化位点最多(8个),FBP、GAPDH、DLAT和DLD等4种酶只含有1个琥珀酰化位点。在TCA循环中,观察到5种关键酶,包括二氢脂酰赖氨酸-残基乙酰转移酶(DLAT, EC: 2.3.1.12)、二氢脂酰脱氢酶(DLD, EC: 1.8.1.4)、苹果酸脱氢酶(MDH, EC: 1.1.1.37)、琥珀酸-辅酶a连接酶(SUCLG, EC: 6.2.1.4)和氧戊二酸脱氢酶(OGDH, EC: 1.2.4.2)被赖氨酸-琥珀酸修饰(图2)。4.和额外的文件5.).

图4.
图4.

糖酵解和TCA循环中酶酶化位点的比较热图显示,来自各种生物体的参与糖酵解和TCA循环的关键酶琥珀网站的数量。红色表示相应的酶的琥珀酰化网站。红的各种深浅表示琥珀网站数量的差异。更深的红色代表琥珀多点

山核桃嫁接过程中赖氨酸琥珀酰化的差异

为了探讨嫁接过程中赖氨酸琥珀酰化的差异,在目前的研究中进行定量琥珀植物分析(附加文件6.).与对照组(嫁接后0 d)相比,嫁接后7 d共鉴定出68个差异表达的DESPs,其中45个上调DESPs, 54个琥珀酸修饰位点;23个下调DESPs, 29个琥珀酸修饰位点7.).其中,胞质谷氨酰胺合成酶β2 (CS_88158_c0)和钙环素结合蛋白(CS_48795_c0)上调2倍以上,只有一种未知蛋白下调2倍以上。

定量类别的功能丰富的基于聚类

由于其D7 / D0比例分为四个定量类别:Q1(0  1.5) (Fig.5.a).绘出四类可量化的蛋白质,用于基于氧化石墨烯富集的聚类分析。在“生物过程”类别中,显著丰富的氧化石墨烯术语包括“小分子生物合成过程”、“有机酸生物合成过程”、“初级代谢过程”、“有机物代谢过程”、“大分子代谢过程”、“蛋白质代谢过程”、“蛋白质水解”、“细胞大分子代谢过程”、“分解过程”、“细胞蛋白代谢过程”和“有机物分解过程”(图4)。5.b).在“分子功能”类别中,显著富集的氧化石墨烯活性项为“钙离子结合”、“金属离子结合”、“阳离子结合”、“碳水化合物结合”、“蛋白质结合”、“磷酸甘油酸激酶活性”、“激酶活性”和“磷酸转移酶活性”(图1)。5.C)。

图5.
图5.

山核桃嫁接过程中赖氨酸琥珀酰化的差异.一种山核桃嫁接过程中DESPs的数量。山核桃嫁接过程中DESPs的富集分析。DESPs中涉及生物过程的GO项显著富集(B.)和分子功能(C).D.显着丰富的Kegg绩效。E.DESPs蛋白结构域显著富集。对于分层聚类,在至少一个聚类中富集的蛋白质类别P.-value < 0.05被x =−log10 (P.值)函数。这些x值经过z变换,并基于欧氏距离进行单向层次聚类。本研究可定量蛋白按D7/D0比例分为4个定量类:Q1 (0 < D7/D0比例< 1/1.5)、Q2 (1/1.5 < D7/D0比例< 1/1.3)、Q3 (1.3 < D7/D0比例< 1.5)和Q4 (D7/D0比例> 1.5)。

DESPs富集于5个KEGG代谢途径,包括“果糖和甘糖代谢”、“光合生物中的碳固定”、“内质网中的蛋白质加工”、“氨基酸的生物合成”和“植物与病原体的相互作用”(图1)。5.d)。

P.rotein domain enrichment analysis revealed that the seven protein domains, including ‘ribosomal protein S5 domain 2’, ‘heat shock protein Hsp90’, ‘phosphoglycerate kinase, C-terminal’, ‘histidine kinase like ATPase’, ‘phosphoglycerate kinase, N-terminal’, ‘heat shock protein 70kD, peptide-binding domain’ and ‘heat shock protein 70kD, C-terminal domain’, were enriched in the DESPs (Fig.5.e和附加文件8.).

讨论

山核桃在中国是一种很受欢迎的生产坚果的树种,具有很高的经济价值[9.].嫁接是商业种植的中国山核桃树的无性传播中最常用的技术之一[34].嫁接涉及许多生理和生化过程和这种技术背后的确切机制尚待探讨,详细探讨[35].赖氨酸琥珀酰化是一种广泛识别的PTM,涉及多种蛋白质功能[16].然而,已经获得了有关琥珀酰胺化蛋白在中国山核桃嫁接过程中的有限性的有限信息。

在我们的研究中,计算了中国山核桃和其他报告的生物中的琥珀酰化位点的平均数量(图。1d)。数据显示,报告的生物中的普通琥珀酸盐位点大于中国山核桃,表明该坚果植物中的琥珀酰化程度低。需要在未来解决高度多元化的琥珀酰化度在植物中的作用。

胞质是细胞代谢的主要区域,细胞核是遗传信息的主要储存库,线粒体是琥珀酰辅酶a和琥珀酸生物合成所需的主要细胞器[363738].在中国山核桃中,琥珀酰化被偏置在细胞溶质蛋白中,表明琥珀酰化对与细胞代谢相关的酶活性的可能效果[17].琥珀蛋白质的大量被预测为线粒体本地化的蛋白质,这表明可能琥珀维护和规范中国山核桃的代谢功能发挥作用[39].

许多研究表明,大量的琥珀酰化蛋白参与了各种代谢过程[28].几种出版的琥珀酰蛋白质蛋白质,包括两种哺乳动物(H. Sapiens.M. Musculus.)、五种微生物(诉parahemolyticus大肠杆菌c . glutamicum结核分枝杆菌t .石)和六植物(d . officinalet .媒体o .漂白亚麻纤维卷S. lycopersicum.c . sinensisB. Distachyon.),以评估琥珀酰化在中枢代谢调节中的潜在保守性[151830.4041].在选定的10个生物体中,统计糖酵解和三羧酸循环中酶的琥珀酰化位点的数量(图)。4.).我们的数据显示,中国山核桃琥珀网站的平均数量少于那些在10个有代表性的生物。有趣的是,在哺乳动物和微生物琥珀酰化位点的平均数目显着高于在植物更大,表明赖氨酸琥珀酰化的生物中以改变的频率。

在葡萄藤等植物中,嫁接结合的形成影响次生代谢相关基因的表达[42].不同砧木对‘金手指’葡萄果实果糖、葡萄糖和蔗糖含量的影响[43].在我们的研究中,一些果糖和甘露糖代谢相关蛋白,包括果糖二磷酸醛糖酶样蛋白、l -二糖醇2-脱氢酶和乳胶塑性醛糖酶样蛋白,被鉴定为琥珀酰化蛋白。这些果糖和甘露糖代谢相关蛋白在山核桃嫁接过程中显著下调,表明果糖和甘露糖在嫁接过程中发挥了重要作用(图2)。5.d).柑橘系统抗性是通过嫁接和移动氨基酸介导的[44].在目前的研究中,将八个氨基酸生物合成相关蛋白质被鉴定为琥珀酰化蛋白,并且在接枝过程中大多数显着上调(图。5.d),表明,可能需要增强氨基酸的生物合成,以便成功地嫁接中国山核桃。

热休克蛋白在真核生物中普遍存在,表达增加HSP与各种植物增强对环境胁迫的抵抗力有关的基因[4546].在总共七个热休克蛋白11个琥珀网站在中国山核桃被确定,其中包括两个HSP90s五张HSP70s(附加文件8.).脱落酸诱导的HSP70积累在嫁接黄瓜植株的耐热性中起作用[47].在中国山核桃嫁接过程中有趣的是,所有这些热休克蛋白表达上调,表明过度积累的热休克蛋白可能在中国嫁接山核桃植物的耐受性起到一定的作用。

结论

在本研究中,我们提出了一个全面的中国山核桃琥珀酰蛋白质组。定量分析确定了在嫁接过程中一些差异表达的琥珀酰化蛋白。我们的数据可作为琥珀酰化蛋白功能验证的重要基础资源,以及研究接枝过程中赖氨酸琥珀酰化的分子基础的起点。

方法

植物样品和蛋白质的提取

中国山核桃(Carya Cathayensis.在中国杭州的浙江农林大学校园的种植区内种植植物。植物由种植园(浙江农林大学)提供,植物材料的正式鉴定由闫道良博士(浙江农林大学)进行。该材料的代金券标本尚未保存在公开的植物标本馆。所有植株每周用营养液(1.425 mM NH)浇灌两次4.3., 0.323 mM24.那0.513 mM K2所以4., 0.998 mM CaCl2,1.643 mm mgso4., 0.009 mM MnCl2那0.075 mM (NH4.6.7.O.24,0.019 mm h3.3.,0.155 mm cuso4., 1mm FeCl3.,0.070mm柠檬酸和0.152 mm ZnSO4.).从接枝工会收集植物样品,包括砧木(2岁)和SCIONS(1岁)的切割表面,在接枝后7天。从接枝的第一天从移植物联合的样品用作对照。

植物样品首先用液体n接地2.细胞粉被转移到一个离心管(5毫升),用近五次使用高强度超声波处理器(Scientz,宁波,中国)pre-cooled裂解缓冲含有尿素(2米),乙二胺四乙酸(2毫米)、二硫苏糖醇(10毫米)和蛋白酶抑制剂鸡尾酒VI (1%, MedChen表达,蒙茅斯结,美国)。2万g, 4℃离心10 min,弃去剩余碎片。蛋白样品在−20℃下用预冷却的15% TCA缓冲液沉淀2 h。4℃离心10 min,取上清。剩余沉淀物用预冷的丙酮洗涤5次,然后在含有8 M尿素和100 mM TEAB (pH 8.0)的缓冲液中重新溶解。最终蛋白溶液的浓度由2d Quant试剂盒根据制造商说明确定(GE Healthcare, Little Chalfont, Buckinghamshire, UK) [48].

胰蛋白酶消化和TMT标记

蛋白样品溶液在37℃用10 mM DTT还原1小时,在25℃黑暗中用20 mM IAA烷基化45分钟。胰蛋白酶消化时,加入100 mM三乙胺硼烷缓冲液,将蛋白溶液稀释至终浓度小于2 M。以胰蛋白酶:蛋白质质量比1:50添加胰蛋白酶进行第一轮隔夜消化,然后以胰蛋白酶:蛋白质质量比1:100添加第二次4h消化。

然后,使用Strata X C18 SPE柱(Phenomenex, Torrance, CA, USA)对样品肽进行脱盐。所得多肽用离心真空干燥。肽在0.5 M TEA缓冲液中重组,根据制造商的说明用6-plex TMT试剂盒加工(Thermo scientific,上海,中国)。简单地说,1单位TMT试剂与100 μg样品肽在乙腈溶液中混合重组。在25°C孵育2小时后,所得到的肽混合物被脱盐并再次真空干燥。

亲和力富集

为了丰富Ksucc多肽,胰多肽溶解在NETN缓冲液中,该缓冲液含有100 mM NaCl, 1 mM EDTA, 50 mM Tris-HCl和0.5% NP-40 (pH 8.0),与预洗抗体小球(PTM Biolabs,杭州,中国)在4°C下轻轻摇动过夜。用NETN缓冲液洗涤5次,用ddH洗涤2次2O.将结合的肽从具有0.1%三氟乙酸的珠粒洗脱。通过离心合并并真空干燥后,根据其在LC-MS / MS分析之前,用C18 Ziptips(Millipore,Shanghai,China)用洗脱的肽清洁洗脱肽。

质/ MS分析

LC-MS/MS分析按照前面描述的程序进行[17].多肽溶解在0.1%甲酸中,直接加载到反相预处理的Acclaim PepMap 100色谱柱上(Thermo scientific, Shanghai, China)。肽分离采用反相分析Acclaim PepMap RSLC柱(Thermo scientific, Shanghai, China)。所得多肽通过Q Exactive™plus混合四极轨轨rap MS (Thermo scientific, Shanghai, China)进行分析。

多肽通过Q Exactive™plus的MS/MS进行NSI源检测,并与UPLC系统在线耦合(Thermo scientific,上海,中国)。在Orbitrap中以70000的高分辨率检测到完整的肽段,在Orbitrap中以17500的低分辨率检测到离子片段。对于MS扫描,m/z扫描范围为350 ~ 1800,第一质量设置为100 m/z。通过使用DataSet标识符PXD009584(,)已经通过骄傲的伙伴存储库沉积到ProteomexChange联盟中的质谱蛋白质组学数据。http://proteomecentral.proteomexchange.org/cgi/GetDataset?ID=PXD009584).

数据库搜索和蛋白质注释

使用与Andromeda搜索引擎Ver集成的MaxQuant进行处理生成的MS / MS数据。1.4.1.2。搜查了MS / MSCarya连接反向诱饵数据库。胰蛋白酶/P被用作切割酶,允许多达4个缺失的切割,5个修饰/肽和5个电荷。前体离子和碎片离子的质量误差分别设为10ppm和0.02 Da。每个蛋白能识别的最小肽数为1。Cys上氨基甲基化修饰为固定修饰,Lys上琥珀酰化修饰为可变修饰。错误发现率(FDR)分析是根据前面描述的程序进行的[17].

注释和富集分析

对于基因本体论(GO)注解,所有琥珀蛋白质被搜查对UniProt的-GOA数据库(http://www.ebi.ac.uk/GOA/).如果Uniprot-Goa数据库,Interprocan数据库没有注释琥珀酰化蛋白(http://www.ebi.ac.uk/interpro/)用于进一步的注释。对于京都基因与基因组百科全书(KEGG)路径注释,使用在线工具KEGG自动注释服务器(https://www.genome.jp/tools/kaas/).使用在线服务工具KEGG Mapper将结果映射到不同的KEGG路径(https://www.genome.jp/kegg/mapper.html).对于亚细胞定位预测,使用软件'wolfporor'(volfpor)搜索所有琥珀酰化蛋白质(http://psort.hgc.jp/).采用双尾Fisher精确法对氧化石墨烯、KEGG和蛋白结构域进行富集分析。

对于分层聚类,在至少一个聚类中富集的蛋白质类别P.-value < 0.05被x =−log10 (P.值)函数。这P.-value经过对数变换后转化为Z-score:

$ $ Z \我= \压裂{\ log 2 \离开(\ mathrm{信号}\ mathrm{年代}\ mathrm{充足}- \ mathrm{我}\右)- \ mathrm{意味着}\离开(\ mathrm{日志}2 \离开(\ mathrm{信号}\)\ mathrm的{}\ \ mathrm{所有}\ \ mathrm{年代}\ mathrm{充足}\ mathrm{年代}\右)}{\ mathrm{标准}\ \ mathrm{偏差}\ \离开(\ mathrm{日志}2 \ \离开(\ mathrm{信号}\)\ mathrm的{}\ \ mathrm{所有}\\ mathrm{年代}\ mathrm{充足}\ mathrm{年代}\右)}$ $

这些X值被Z转换并通过单向分层聚类(Euclidean距离,平均链接聚类)在Genesis中进行聚类,并使用MEV软件通过热图可视化。本研究可定量蛋白按D7/D0比例分为4个定量类:Q1 (0 < D7/D0比例< 1/1.5)、Q2 (1/1.5 < D7/D0比例< 1/1.3)、Q3 (1.3 < D7/D0比例< 1.5)和Q4 (D7/D0比例> 1.5)。.对于GO,KEGG和蛋白质域富集分析,每个数据库中的所有蛋白质都被用作背景。

主题聚类分析

软件MOTIF-X用于分析模型-21- MERS的特定位置序列的氨基酸模型(琥珀酰化位点的10个氨基酸上下游)。数据库中的所有蛋白质序列用作背景参数。首先,使用它们的意义进行所有赖氨酸琥珀酰化位点的富集分析P.价值观。根据标准筛选类别:P.值<0.05。然后,这P.根据我们之前研究报告的方法计算价值矩阵[17].热图应用于可视化结果使用' ggplot ' R-package (http://ggplot2.org/).

可用性数据和材料

支持本文结论的数据集包含在文章及其附加文件中。通过使用DataSet标识符PXD009584(,)已经通过骄傲的伙伴存储库沉积到ProteomexChange联盟中的质谱蛋白质组学数据。http://proteomecentral.proteomexchange.org/cgi/GetDataset?ID=PXD009584).这些数据将在2019年11月1日之后公开。

缩写

ADH:

乙醇脱氢酶

ALDH:

醛脱氢酶

奥尔多:

Fructose-bisphosphate醛缩酶

D:

天冬氨酸

DESP:

差异表达的琥珀酰化蛋白

DLAT:

Dihydrolipoyllysine-residue乙酰转移酶

‘:

Dihydrolipoyl脱氢酶

艾凡:

谷氨酸

出口押汇:

果糖-1,6-双磷酸酶

FDR:

假发现率

GAPDH:

甘油醛-3-磷酸脱氢酶

去:

基因本体论

三磷酸鸟苷:

Phosphoeno / lpyruvate carboxykinase

HSP:

热休克蛋白

凯西:

赖氨酸

KEGG:

京都基因和基因组百科全书

LC-MS / MS:

高效液相色谱-质谱联用

MDH:

苹果酸脱氢酶

OGDH:

氧化戊二酸脱氢酶

P:

脯氨酸

PGK:

磷酸甘油酸酯激酶

PGM:

Phosphoglucomutase

铝:

翻译后修改

SUCLG:

Succinate-CoA连接酶

台湾海陆运输公司:

串联质量标签

TPI:

Triosephosphate异构酶

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下载参考

确认

我们也感谢LC Sciences公司(中国杭州)和LetPub公司(中国杭州)的技术支持。

资金

国家重点研发计划项目(no . 2018YFD1000600, no . 2018YFD1000604);浙江省自然科学基金重点项目(LZ18C160001);浙江省自然科学基金(LY19C160001);浙江农林大学亚热带森林培育国家重点实验室开放基金(KF201708);浙江农林大学亚热带森林培育国家重点实验室自主研究项目(ZY20180208, ZY20180308);浙江省重点研发计划项目(2018C02004);国家自然科学基金项目(31470683,31270716,31070604);国家高技术研究发展计划(863计划)(2013AA102605);中国博士后科学基金一类一般财政资助项目(2017m610377);浙江省水果创新团队项目(2016C02052-12); Key Agricultural New Varieties Breeding Projects founded by Zhejiang Province Science and Technology Department (2016C02052–13); Zhejiang Provincial Natural Science Foundation for Distinguished Young Scholar (LR13C160001); Open Foundation of First-class Discipline of Forestry, Zhejiang Province (201703). There is no role of the funding body in the design of the study and collection, analysis, and interpretation of data and in writing the manuscript.

作者信息

隶属关系

作者

贡献

JC,YH和BZ构思和设计了这项研究。JC,Dy和Yh收集并照顾了植物样品。JC,YY,HY,CS,DX和JW执行了实验。DX和Dy分析了数据。CS写了稿件。所有作者都已读取并批准了稿件,并确保了这种情况。

通讯作者

对应到Bingsong郑

道德声明

伦理批准和同意参与

该项目使用植物材料,不使用转基因技术。负责Carya Cathayensis.天目山国家级自然保护区为我们提供了采集样本的许可。

同意出版

不适用。

利益争夺

两位作者宣称他们没有相互竞争的利益。

额外的信息

出版商的注意

Springer Nature在发表地图和机构附属机构中的司法管辖权索赔方面仍然是中立的。

补充信息

附加文件1:图S1。

琥珀酰蛋白质组学分析流程图。

附加文件2:表S1。

每个琥珀酰化蛋白中琥珀酰化位点的信息。

附加文件3:图S2。

不同物种中的琥珀酰化蛋白的数量。

附加文件4:表S2。

在琥珀酰化酶的站点数量从事中国山核桃的糖酵解。

附加文件5:表S3。

中国山核桃三羧酸循环酶上琥珀酰化位点的数目。

附加文件6:表S4。

中国山核桃嫁接过程中琥珀酰酶的定量图谱。

附加文件7:图S3。

在嫁接过程中,中国山核桃差异表达琥珀酰化蛋白的数量。

附加文件8:表S5。

差异表达的HSPs。

权利和权限

开放获取本文遵循知识共享署名4.0国际许可协议(http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/),它允许在任何媒体上无限制地使用、分发和复制,前提是你给予原作者和来源适当的荣誉,提供一个到知识共享许可协议的链接,并指出是否作出了更改。创作共用及公共领域专用豁免书(http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/)除非另有说明,否则适用于本文中提供的数据。

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元,H.,Chen,J.,Yang,Y.等等。中国山核桃的定量琥珀酰蛋白质组分析(Carya Cathayensis.)在嫁接过程中。BMC植物杂志19,467(2019)。https://doi.org/10.1186/s12870-019-2072-8

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关键词

  • 中国山核桃
  • 翻译后修改
  • 琥珀酰化
  • 嫁接
  • 热休克蛋白