磷酸化修飾是目前普遍的修飾類型之一，磷酸化的過程就是在激酶的催化作用下，將ATP的磷酸根基團(tuán)，轉(zhuǎn)移到蛋白的氨基酸側(cè)鏈上，ATP隨之變?yōu)锳DP。對(duì)于大部分蛋白質(zhì)來說，磷酸化修飾是一種可逆的短暫性修飾。據(jù)估計(jì)，真核生物中有將近1/3的蛋白，能夠在任何時(shí)候被磷酸化。磷酸化修飾幾乎調(diào)節(jié)著包括細(xì)胞的增殖、發(fā)育、分化、細(xì)胞骨架調(diào)控、細(xì)胞凋亡、神經(jīng)活動(dòng)、肌肉收縮、新陳代謝及腫瘤發(fā)生等生命活動(dòng)的所有過程。同時(shí)，在植物領(lǐng)域磷酸化蛋白的研究，進(jìn)一步為植物的發(fā)育與逆境應(yīng)答、植物信號(hào)與代謝通路的研究等奠定了基礎(chǔ)。

?磷酸化蛋白質(zhì)組學(xué)（Phosphoproteomics）就是針對(duì)磷酸化蛋白質(zhì)的全面分析，包括對(duì)磷酸化的鑒定、定位和定量以及功能和通路進(jìn)行分析。各個(gè)領(lǐng)域關(guān)于磷酸化蛋白質(zhì)組學(xué)都有重大發(fā)現(xiàn)，基于磷酸化蛋白質(zhì)組學(xué)的研究也越來越多。青蓮百奧團(tuán)隊(duì)有著豐富的磷酸化蛋白質(zhì)組學(xué)研究經(jīng)驗(yàn)，基于質(zhì)譜檢測(cè)生信分析和數(shù)據(jù)挖掘，開發(fā)了一套完整的磷酸化蛋白質(zhì)組學(xué)研究技術(shù)服務(wù)流程，并對(duì)結(jié)題報(bào)告在原有分析內(nèi)容上進(jìn)行了更新，我們一起來看看更新亮點(diǎn)吧！

亮點(diǎn)一

差異結(jié)果Motif分析升級(jí)

磷酸化修飾位點(diǎn)上下游的Motif對(duì)于磷酸化和去磷酸化具有重要作用。我們?cè)谝郧疤峁┑腗otif分析結(jié)果的基礎(chǔ)上，增加了每個(gè)位點(diǎn)的motif分析結(jié)果表，可以找到任意磷酸化位點(diǎn)的motif分析情況。

此外，為了能快速判斷差異分析的結(jié)果中的Motif情況，報(bào)告提供了每個(gè)磷酸化位點(diǎn)在每種比較對(duì)中的上下調(diào)的位點(diǎn)數(shù)。

亮點(diǎn)二

激酶（Kinase）分析

激酶通過催化底物的磷酸化或去磷酸化，從而調(diào)節(jié)生物學(xué)信號(hào)傳導(dǎo)等生物學(xué)過程。激酶-底物富集分析（Kinase-Substrate Enrichment Analysis，KSEA）根據(jù)差異磷酸化肽段及其磷酸化修飾位點(diǎn)，分析其上游可能存在的調(diào)控激酶，并對(duì)激酶進(jìn)行打分?？捎糜谕茢嗉?xì)胞通路以及探究信號(hào)級(jí)聯(lián)反應(yīng)在藥物治療和疾病中的變化。有了這個(gè)結(jié)果，再對(duì)應(yīng)回通路去看，就知道哪個(gè)通路中，哪個(gè)激酶在實(shí)驗(yàn)組處理之后，發(fā)揮了重要的作用。

Kinase分析結(jié)果主要分為以下三個(gè)部分：Kinase Scores、Kinase-Substrate Links、KSEA Bar Plot。分別展示出了修飾位點(diǎn)對(duì)應(yīng)激酶的富集情況、激酶-底物作用關(guān)系、以及激酶zscore打分的可視化結(jié)果。

Kinase Scores（激酶打分表）：

注：Kinase.Gene：激酶基因名；m：激酶的底物數(shù)目；z.score：激酶的標(biāo)準(zhǔn)化得分，由定量的底物的數(shù)目加權(quán)計(jì)算得到；p.value：z.score的P值。

Kinase-Substrate Links（激酶-底物對(duì)應(yīng)表）：

注：Kinase.Gene：激酶基因名；Substrate.Gene：底物基因名；Substrate.Mod：底物磷酸化位點(diǎn)。

KSEA Bar Plot（KSEA條形圖）：

注：Y軸表示磷酸化位點(diǎn)對(duì)應(yīng)的激酶，X軸表示KSEA對(duì)激酶的zscore打分，紅色為顯著激活的激酶（p<0.05），藍(lán)色為顯著去磷酸化的激酶（p<0.05）。

亮點(diǎn)三

激酶-底物相互作用及其可視化

激酶和底物的關(guān)系是個(gè)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)調(diào)控關(guān)系，多個(gè)不同的激酶可能作用于多個(gè)底物，構(gòu)成了激酶-底物的網(wǎng)絡(luò)。磷酸化分析的報(bào)告新增了激酶-底物的網(wǎng)絡(luò)分析，并畫出了激酶-底物相互作用圖，從這網(wǎng)絡(luò)圖中可快速發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵的激酶和底物。

注：節(jié)點(diǎn)為激酶和底物，灰色表示底物，藍(lán)色表示激酶zscore為負(fù)，紅色表示激酶zscore為正；箭頭起始端為激酶，終止端為底物。使用磷酸化差異位點(diǎn)作圖，每個(gè)比較對(duì)一張圖。

亮點(diǎn)四

激酶樹分析

不同的激酶存在著一定的進(jìn)化關(guān)系，由此構(gòu)成了激酶樹。將特定子集的激酶匹配到激酶樹中，可以很容易找到這激酶子集中各個(gè)激酶分子的關(guān)系。

注：該圖是其中一組Ksea分析中p<0.05的激酶在激酶樹中的分布情況。紅色代表分析得到的顯著性激酶。由此圖可見，該組數(shù)據(jù)的激酶主要集中在CMGC，STE等類型；沒有TK，TKL等類型。

其他新增分析

新增分析一

磷酸化修飾氨基酸位點(diǎn)統(tǒng)計(jì)圖

真核生物中常見的磷酸化修飾在激酶的催化作用下將ATP的磷酸根基團(tuán)，轉(zhuǎn)移到底物蛋白質(zhì)氨基酸殘基(Ser、Thr、Tyr)上，S和T磷酸化的主要作用是變構(gòu)蛋白質(zhì)以激活蛋白質(zhì)的活力，主要指酶活力。Y磷酸化除了以上功能外更重要的是結(jié)合蛋白提供一個(gè)結(jié)構(gòu)集團(tuán)，從而促進(jìn)其和其他蛋白相互作用形成蛋白復(fù)合體，蛋白復(fù)合體的形成再進(jìn)一步促進(jìn)蛋白質(zhì)的磷酸化，之后完成信號(hào)分級(jí)的傳遞。之所以增加這部分的內(nèi)容是因?yàn)橐粋€(gè)肽段上可能存在多個(gè)磷酸化位點(diǎn)，修飾位點(diǎn)的評(píng)估反應(yīng)了修飾蛋白組學(xué)分析中，修飾的氨基酸類型分布情況、修飾位點(diǎn)的蛋白分布等信息。由于大部分磷酸化來源于絲氨酸（S）、蘇氨酸（T）及酪氨酸（Y），因此會(huì)對(duì)這三個(gè)位點(diǎn)的修飾數(shù)量及比例進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，其中盡管Y所占比例少，但酪氨酸激酶受體在疾病中的異常表現(xiàn)使其研究處于前沿。

此外我們針對(duì)磷酸化修飾位點(diǎn)的更新還包括蛋白質(zhì)上磷酸化修飾位點(diǎn)數(shù)量的統(tǒng)計(jì)。通過分析所有修飾位點(diǎn)的分布情況發(fā)現(xiàn)，XXX蛋白質(zhì)上分布多個(gè)（2個(gè)及以上）修飾位點(diǎn)，其中XXX（Protein ID）蛋白質(zhì)上含有多達(dá)XXX個(gè)修飾位點(diǎn)。有助于文章前期的總體統(tǒng)計(jì)描述。

注：修飾位點(diǎn)的蛋白數(shù)目統(tǒng)計(jì)圖。X軸表示每個(gè)蛋白包含的修飾位點(diǎn)數(shù)，Y軸表示具有一定修飾位點(diǎn)數(shù)的蛋白的個(gè)數(shù)。大部分蛋白只有一個(gè)位點(diǎn)鑒定到磷酸化修飾。

新增分析二

信號(hào)肽預(yù)測(cè)分析

信號(hào)肽（signal peptide）是某些蛋白（包括分泌蛋白、細(xì)胞膜蛋白等）N端的一段序列。這些蛋白以前體蛋白的形式合成，其N末端含有作為通過膜時(shí)之信號(hào)的氨基酸序列，并在通過膜后切除，這種氨基酸序列稱信號(hào)肽或信號(hào)序列（signal sequence）。一般信號(hào)肽由約15—25個(gè)氨基酸所組成，分為三個(gè)區(qū)域：N端的n區(qū)大約有1-5個(gè)殘基；中間的疏水核心（h區(qū)）大約含有7-15個(gè)疏水性殘基；羧基末端區(qū)（c區(qū)）有5-6個(gè)殘基，極性較強(qiáng)，并包含信號(hào)肽切割位點(diǎn)。研究表明，信號(hào)肽廣泛存在于真核細(xì)胞和原核細(xì)胞中。

提取鑒定到的蛋白的序列進(jìn)行信號(hào)肽預(yù)測(cè)分析，可預(yù)測(cè)Sec/SPI、Sec/SPII、Tat/SPI、Tat/SPII、Sec/SPIII五類信號(hào)肽，此外還可以預(yù)測(cè)信號(hào)肽的n、h、c 區(qū)域的位點(diǎn)。下圖為其中一個(gè)蛋白具體預(yù)測(cè)結(jié)果和圖片展示：

注：橫坐標(biāo)為該蛋白1-70個(gè)氨基酸的序列，縱坐標(biāo)為各位點(diǎn)可能為信號(hào)肽概率，每種顏色的折線表示一種類型的信號(hào)肽區(qū)域，CS為信號(hào)肽截止位點(diǎn)。