APT分享 | 蛋白質組學解鎖木薯保鮮新技能

瀏覽次數：4151　發布日期：2019-3-26　

木薯是熱帶和亞熱帶地區的重要作物，與馬鈴薯和甘薯并稱為世界三大薯類作物。當然，在中國大部分地區，我們最常見到的木薯，應該是這個樣子出現的：

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，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技術的幫助下找到了緩解木薯變質的辦法（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相關基因的狀況，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重復。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，每次檢測兩次技術重復。

所有質譜檢測的數據在ProgenesisLCMS上合并分析，使用的是cassava 4.1蛋白數據庫。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。在采后生理變質過程中，有293個蛋白表現出顯著的豐度變化。

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，研究人員發現，這些差異蛋白的分子功能多數與氧化還原活性相關，由此推斷氧化是木薯采后變質的主要原因。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據庫為AraCyc。通路分析結果顯示，這些差異蛋白主要參與了抗壞血酸鹽/谷胱甘肽循環、乙烯生物合成、苯丙素生物合成、脂肪酸α氧化、葉酸轉換等多個生物過程。

進一步鎖定關鍵酶

通路分析結果顯示，抗壞血酸鹽/谷胱甘肽循環是木薯采后變質的關鍵。在木薯根生理性變質過程中，過氧化物和H2O2含量會增加，而該循環正是清除H2O2。研究團隊結合他人的研究結果，關注了該循環中的各個關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，保護細胞膜的結構及功能不受過氧化物的干擾及損害。在木薯采后變質的過程中，GPX在活性和含量上都沒有太大變化，因此研究人員假設增加GPX活性也許可以延緩變質進程。