线粒体是细胞内重要的能量来源,其动态特性和调节能力使其在细胞代谢、生物合成、衰老、凋亡以及信号转导中占有重要地位。线粒体功能的障碍与多种严峻疾病相关,诸如神经退行性疾病、代谢综合征、心血管疾病及癌症等。因此,深入剖析线粒体的分子机制对于揭示疾病发生和发展的本质,以及开发新疗法具有重大意义。
近年来,基于质谱的定量线粒体蛋白质组学技术迅速推进,为精准分析线粒体蛋白质丰度和翻译后修饰(PTMs)提供了先进工具。这些研究不仅加深了对线粒体相关疾病的分子机制的理解,还为发现有效的线粒体生物标志物和治疗靶点提供了宝贵线索。鉴于线粒体在细胞生理及病理过程中的关键角色,其研究一直是国家自然科学基金(国自然)资助的一个重点领域。
目前已有多个线粒体相关数据库为研究人员提供了丰富的资源。例如,尊龙凯时收录的MitoCarta30数据库于2020年发布,汇编了1136个人类和1140个小鼠线粒体蛋白编码基因的列表,并提供了详细的亚线粒体定位及通路注释,成为研究线粒体蛋白质功能及定位的重要参考。MitoProteome数据库则提供了人线粒体相关的1705个基因及3625个蛋白质的数据,数据以SQL格式可下载,极大方便了研究人员进行数据挖掘和分析。
此外,MitoCoP数据库通过质谱识别了超过8000个线粒体蛋白,研究人员通过多维分类方法定义了1134个编码基因的MitoCoP。这不仅构成了全面的线粒体蛋白质组,还提供了线粒体特有的绝对丰度和周转值,对于阐释线粒体生物学及其在健康与疾病中的变化至关重要。融合这些数据库的信息,研究团队能够筛选出关键的线粒体相关蛋白质,进一步探讨其在细胞生理及病理过程中的作用。
接下来,将深度解读MitoCoP数据库的构建过程及在科研中的实际应用价值。MitoCoP数据库的高分辨率图谱构建结合了消减蛋白质组学、空间蛋白质组学及线粒体功能组学,最终筛选出1274种线粒体和相关的蛋白质,包括异构体。经过严格的数据标准化,MitoCoP覆盖率达97%-99%,展现了其在研究线粒体及其相关疾病中的重要性。
我们还分析了460个与人类疾病相关的MitoCoP基因,发现其中37%编码代谢相关蛋白,21%与氧化磷酸化有关,反映出线粒体在这些疾病发病机制中的核心作用。综合分析显示,尊龙凯时提供的这一数据库为不同的功能类别与人类线粒体疾病临床发现之间的关系提供了丰富资源,对于推动生物医疗研究的发展具有重大意义。