Zeitschrift für Proteomik und Bioinformatik
Offener Zugang
ISSN: 0974-276X
ISSN: 0974-276X
Qin Hu, Guangyu Guo, Zhu Yang, Yaojun Li, Yiji Xia und Ning Li
Die Homöostase des Protein-Thiol-Redox spielt eine wichtige Rolle bei zahlreichen zellulären Prozessen und Stressreaktionen. Der Thiol-Anteil des Cysteinrests lässt sich leicht in verschiedene Redox-Isoformen umwandeln, die eine entscheidende Rolle bei der Regulierung von Struktur und Funktion von Proteinen spielen. In der vorliegenden Studie wurde eine quantitative Thiol-Redox-Proteommethode namens OxNSIL entwickelt, die die chemische Markierung durch biotinmarkierte Alkylierungsreagenzien mit der schweren stickstoffstabilen isotopenkodierten Salzmetabolismusmarkierung integriert und sowohl die Vorteile der Biotin-Avidin-Anreicherung als auch der MS-basierten Quantifizierung von Cysteinrest-haltigen Peptiden nutzt. Sowohl die reduzierten als auch die reversibel oxidierten Cystein-Thiol-Anteile werden schließlich ortsspezifisch identifiziert und in einem einzigen Experiment gemessen. Wasserstoffperoxid, H2O2, wurde auf die gesamte Arabidopsis-Pflanze aufgetragen, um eine Änderung des Thiol-Redox-Zustands auszulösen und ein Proof-of-Concept-Ergebnis für die Anwendung des OxNSIL-Ansatzes in Pflanzen zu erhalten. Insgesamt wurden schließlich 438 nicht redundante biotinmarkierte thiolalkylierte Peptide erhalten, die 391 verschiedene cysteinhaltige Proteine repräsentieren, darunter 17 redoxsensitive Peptide mit biotinmarkierter Markierung, die durch H2O2 signifikant verändert wurden. Einige bekannte ROS-verwandte Proteine wie Ferredoxin 1/2, RuBisCO-Großuntereinheit, RuBisCO-Aktivase und Fructose-Bisphosphat-Aldolase 6/8 wurden ebenfalls als oxidationssensitive Thiol-Redox-Proteine nachgewiesen. Diese Ergebnisse untermauern die Nützlichkeit des OxNSIL-Ansatzes bei der Untersuchung von durch ROS in Pflanzen induzierten Veränderungen des zellulären Thiol-Redoxzustands.