健康人的尿液中为什么会有蛋白质?
发布时间：2021-04-09 21:53
蛋白质是人必需的营养物质,但为什么会有一小部分蛋白质通过尿液被排掉?健康人尿液中的蛋白质含量较低,而其种类却十分丰富,其中存在的蛋白质可能是机体不需要的废弃物,也可能是会对机体产生毒害作用而必须被排出.相比小分子代谢物而言,蛋白质的结构复杂、功能多样,即使分子水平上的一个小的改变都会影响其后续的生物学功能,通过全面地比较血浆和尿液蛋白质组分子水平修饰上的差异,或许可为解释尿液中存在蛋白质的现象提供线索.在这项研究中,共收集了9例健康人的尿液和9例健康人的血浆样品,通过高分辨串联质谱及非标记定量的蛋白质组学技术对样本进行分析,并使用pFind非限制性修饰鉴定算法整体比较了两种类型样品之间的分子修饰差异情况.结果表明,尿液蛋白质组中的半胱氨酸（cysteine, Cys）修饰变为脱氢丙氨酸（dehydroalanine, Dha）的数量显著高于血浆.[Cys→Dha]这种分子修饰破坏了原有蛋白质的二硫键,从而影响甚至改变蛋白质的结构与生物功能.综上,本研究揭示了血浆和尿液在整体蛋白质组修饰上的差异,并指出可能由于蛋白质分子修饰的差异造成了其结构不可逆的改变,进而使得失去功能或者有毒的蛋白质...
【文章来源】：中国科学:生命科学. 2020,50(03)北大核心CSCD
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
几种类型修饰在人血浆和尿液中占总肽段鉴定水平的比值
尽管在蛋白质分子中,绝大部分的半胱氨酸残基处的巯基应处于二硫键(S–S)状态,但实际上在蛋白质中也可以检测到游离巯基,这使得它们有机会可以参与多种分子修饰.半胱氨酸残基之间形成的共价二硫键在稳定许多蛋白质的天然结构中起特殊作用,二硫键可以更好地保持蛋白质的疏水性.但是,在蛋白质的“生命周期”中,有时可能会在还原性环境下打开二硫键,使其还原.还原态的二硫键是不稳定且活泼的易发生多种化学修饰,其中半胱氨酸变成脱氢丙氨酸(Dha)是最常见的修饰类型.半胱氨酸的脲甲基化修饰与[Cys→Dha]修饰的比例可以反映样品蛋白质中游离巯基及完整二硫键的数目,而游离巯基数目可以反映蛋白质结构的稳定性,即[Cys→Dha]越高的样品,其蛋白质结构越不稳定,也表明其结构被破坏的可能性就越大.在开发基于重组单克隆抗体的生物治疗药物时,应密切注意这些新的二硫键相关结构,抗体结构和稳定性变化与二硫键之间的重要性已得到证实.这表明,二硫键的用处与IgG(immunoglobulin G)分子的稳定性、结构和生物学功能有关[17].以上的例子充分说明了二硫键对于蛋白质结构的重要性,甚至可以推测,哪怕是蛋白质分子中一个关键性的二硫键被破坏也极有可能会导致整个蛋白质结构崩溃,进而失去功能而被排出体外.与此同时,最近的一项研究表明,在慢性肝病及慢性肾脏病或糖尿病患者的血液样本中,人血清白蛋白中的半胱氨酸Cys34修饰可用作氧化应激相关疾病的标志物[18].真核细胞中的氧化还原酶包括蛋白质二硫键异构酶[19]和硫氧还蛋白[20],它们会加速二硫键的还原.同时,分子内或域间的二硫键对于分泌途径中许多蛋白质的结构稳定性至关重要.Bechtel和Weerapana[21]全面概述了二硫键的功能作用及其与人类疾病的相关性.因此,如果二硫键被破坏,蛋白质的功能将不可避免地受到影响.
【参考文献】：
期刊论文
[1]Profiling of lysine-acetylated proteins in human urine[J]. Weiwei Qin,Ting Wang,He Huang,Youhe Gao. Science China（Life Sciences）. 2019(11)
本文编号：3128379
【文章来源】：中国科学:生命科学. 2020,50(03)北大核心CSCD
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
几种类型修饰在人血浆和尿液中占总肽段鉴定水平的比值
尽管在蛋白质分子中,绝大部分的半胱氨酸残基处的巯基应处于二硫键(S–S)状态,但实际上在蛋白质中也可以检测到游离巯基,这使得它们有机会可以参与多种分子修饰.半胱氨酸残基之间形成的共价二硫键在稳定许多蛋白质的天然结构中起特殊作用,二硫键可以更好地保持蛋白质的疏水性.但是,在蛋白质的“生命周期”中,有时可能会在还原性环境下打开二硫键,使其还原.还原态的二硫键是不稳定且活泼的易发生多种化学修饰,其中半胱氨酸变成脱氢丙氨酸(Dha)是最常见的修饰类型.半胱氨酸的脲甲基化修饰与[Cys→Dha]修饰的比例可以反映样品蛋白质中游离巯基及完整二硫键的数目,而游离巯基数目可以反映蛋白质结构的稳定性,即[Cys→Dha]越高的样品,其蛋白质结构越不稳定,也表明其结构被破坏的可能性就越大.在开发基于重组单克隆抗体的生物治疗药物时,应密切注意这些新的二硫键相关结构,抗体结构和稳定性变化与二硫键之间的重要性已得到证实.这表明,二硫键的用处与IgG(immunoglobulin G)分子的稳定性、结构和生物学功能有关[17].以上的例子充分说明了二硫键对于蛋白质结构的重要性,甚至可以推测,哪怕是蛋白质分子中一个关键性的二硫键被破坏也极有可能会导致整个蛋白质结构崩溃,进而失去功能而被排出体外.与此同时,最近的一项研究表明,在慢性肝病及慢性肾脏病或糖尿病患者的血液样本中,人血清白蛋白中的半胱氨酸Cys34修饰可用作氧化应激相关疾病的标志物[18].真核细胞中的氧化还原酶包括蛋白质二硫键异构酶[19]和硫氧还蛋白[20],它们会加速二硫键的还原.同时,分子内或域间的二硫键对于分泌途径中许多蛋白质的结构稳定性至关重要.Bechtel和Weerapana[21]全面概述了二硫键的功能作用及其与人类疾病的相关性.因此,如果二硫键被破坏,蛋白质的功能将不可避免地受到影响.
【参考文献】：
期刊论文
[1]Profiling of lysine-acetylated proteins in human urine[J]. Weiwei Qin,Ting Wang,He Huang,Youhe Gao. Science China（Life Sciences）. 2019(11)
本文编号：3128379
本文链接：https://www.wllwen.com/yixuelunwen/jichuyixue/3128379.html
