分享一篇发表在Cell上的文章：Turnover atlas of proteome and phosphoproteome across mouse tissues and brain regions，通讯作者是来自耶鲁大学的刘延盛教授，圣裘德儿童研究医院彭隽敏教授和德国哥廷根大学的Eugenio F. Fornasier教授。

蛋白质的合成与降解过程被认为是维持细胞功能和生理状态的关键。蛋白质的翻译后修饰，尤其是磷酸化，能够显著影响蛋白质的活性、稳定性及其与其他分子的相互作用。磷酸化通过调节信号传导通路、细胞周期、代谢及其他生物学过程，发挥着重要的生理功能。因此，深入了解不同组织和脑区中蛋白质及其磷酸化的转化速率，对于揭示其在生理和病理状态下的作用至关重要。本文作者的主要目的是建立一个小鼠各组织和脑区中蛋白质及其磷酸化的转化速率图谱（Turnover-PPT），以便于系统性地分析不同生物学背景下的蛋白质动态变化，并为进一步的功能研究和疾病机制探索提供基础数据。

作者采用了高通量质谱技术（数据非依赖性采集DIA），结合稳定同位素标记（SILAC）、质量标签TMT的方法，系统地测定了小鼠不同组织（心、肝、脾、肺、肾、肠道、血浆）和脑区（包括小脑、额叶皮层、黑质、丘脑、杏仁核、内视网膜皮层、海马和嗅球）中11000种蛋白质及40000个磷酸化位点的转化速率。作者利用SILAC饲料对小鼠进行不同时间的标记，整合不同组织、不同时间点、不同生物学重复，获得了1200个MS原始数据。通过整合和分析数据，作者有了一些有趣的发现。

例如，作者发现PA（丰度）与PT（寿命）呈正相关，具有最高PA和PT的蛋白是必需的管家蛋白，低寿命蛋白可以对环境扰动做出快速反应。作者在文中用Heat-circle概括了这些 PA-PT相互关系。

另外，作者揭示了过氧化物酶体蛋白质转化的组织特异性。作者结合Tissue-PPT和转录组的数据，发现过氧化物酶体蛋白与其它蛋白质相比，过氧化物酶体蛋白的mRNA与PT存在明显的负相关性，60%的过氧化物酶体蛋白尽管转录和翻译水平相对较低，但寿命较长，而其余40%的蛋白质则转录/翻译水平较高，但寿命较短。此外，过氧化物酶体蛋白在肝脏中的转化速度明显加快，而在心脏中的寿命较长。

此外，作者将磷酸化肽段与非磷酸化肽段相匹配，可推测由特定位点磷酸化引起的转化效应。作者发现磷酸化不仅在启动快速细胞信号转导反应中起关键作用，而且可能通过激酶选择性和多种机制（如 PPI）调节蛋白质的稳定性（如Tau和α-突触核蛋白）。

总而言之，本文作者开发了Turnover-PPT平台，提供了有关蛋白质丰度、蛋白转化和磷酸化的基本见解，并可通过 https://yslproteomics.shinyapps.io/tissuePPT 进行访问。

本文作者：MB

责任编辑：LZ

DOI：10.1016/j.cell.2025.02.021

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.02.021