平行反应监测(Parallel Reaction Monitoring,PRM),是一种靶向定量蛋白组的研究方法,基于高分辨、高精度质谱靶向定量技术,能对目标蛋白质、肽段进行选择性检测,可以为几十到上百个目标蛋白提供精确的绝对定量。该技术可用于广筛数据的验证,如相对定量蛋白组获得的目标蛋白后通过PRM进行验证。
最近的研究表明,脯氨酰内肽酶处理的无麸质啤酒可能对乳糜泻(CD)患者不安全。因此 ,将脯氨酰内肽酶处理的工业无麸质麦芽啤酒(<10 ppm麸质蛋白)与未处理的啤酒(58 ppm麸质蛋白)进行比较多肽组学比较。
两种全大麦麦芽啤酒,两者的唯一差别是有没有使用来自黑曲霉的脯氨酸内肽酶(AN-PEP)处理过
将啤酒样本(每瓶4个生物学重复)进行处理,后进行多肽分离及检测,寻找两者之间存在的差异多肽。
1.AN-PEP处理的啤酒与未处理的啤酒中大麦醇溶蛋白多肽
AN-PEP处理的啤酒含有<10ppm麸质和1.95± 0.07mg蛋白质/肽/mL。未处理的AN-PEP啤酒含有58± 7ppm麸质和2.36± 0.07mg蛋白质/肽/mL。在未处理的啤酒中表征了101种独特的麸质多肽序列,在处理组中表征了98种独特的麸质多肽序列。在两种啤酒样品中共存的有57种款质多肽序列(图1)。在这两种啤酒样品中发现的麸质多肽来自于代表B、C、D和γ-组醇溶蛋白。
2.AN-PEP处理的啤酒与未处理啤酒的大麦醇溶蛋白多肽存在CD免疫原性抗原表位
在处理组中没有与完整的CD免疫原性基序完全匹配的麸质多肽,155个麸质多肽中有18个包含(多个)至少9个氨基酸长的CD免疫原性基序。未处理组中的158个麸质多肽中有7个包含至少1-2个完整的CD免疫原性基序,有37个9个氨基酸长的CD免疫原性基序。在处理组的啤酒中发现了与部分CD免疫原性基序具有一致序列的麸质多肽,这确实意昧着处理后的啤酒含有对CD患者有潜在危险的麸质多肽(图2)。
3.处理组VS未处理组的大麦醇溶蛋白肽中存在R5抗体识别表位
在未处理组啤酒中含R5抗体识别表位的麸质多肽含量更高,158种多肽中存在26种,而处理组的115种多肽中仅存11种。在处理组中存在的对CD患者可能有害的18种麸质多肽中有10中不包含R5抗体识别表位,比如在QGVSQPQQQSQQQQVG.Q (ID: B48)这一多肤中,存在3个与完整CD免疫原性基序部分匹配的序列,但是缺失R5表位(图3)。
Hellen G Watson, Anneleen I Decloe仗,Lieselot Y Hemeryck, et al. Peptidomics of an industrial gluten-free barley malt beer and its non-gluten-free counterpart: Characterisation and immunogenicity. Food Chem. 2021 Sep 1 ;355: 129597. Food Chem. 2021 Sep 1 ;355: 129597. doi: 10.1016/j.foodchem.2021.129597. Epub 2021 Mar 18.
肠内分泌细胞(EECs)存在于胃肠道(GI)上皮细胞中,可产生与胃肠道营养吸收速率相关的激素信号。至少有15种已知的肽肠激素具有多种局部和远端生理效应。发现具有代谢活性的新型肠源性肽激素可以促进开发治疗代谢和胃肠疾病的新疗法。本研究对小鼠肠内分泌细胞和人胃肠道(GI)组织的多肽组学进行分析,以鉴定新的肠源性肽。
NeuroD1-Cre/EYFP雄性和雌性小鼠胃肠道组织和人的胃肠道组织样本
对来自小鼠和匀浆人肠活检流式细胞术纯化的NeuroD1阳性细胞、 原代鼠肠培养物的上清液和喂食高脂饮食的小鼠的肠匀浆进行LC MS/MS检测。根据物种保守性、EEC中的高表达/生物合成以及体外分泌调节的证据选择候选生物活性肽。候选新型肠源性肽长期给予小鼠以评估对食物摄取和葡萄糖耐量的影响。
1.人GI粘膜样本和小鼠肠道样本的多肽组学
LC-MS/MS多肽组学分析前,未对样品进行酶消化以表征内源性多肽组。来自20只小鼠的所有肠道区域的组合数据搜库匹配到源自933 种蛋白的5678种多肽。大多数鉴定的肽来源于激素原、颗粒蛋白和加工酶,以及细胞骨架蛋白和组蛋白(图1)。对来自30个供体的人GI粘膜样本进行类似分析,搜索来自2049个蛋白的13494个多肽。为增加对LC-MS /MS数据和所鉴定肽段的了解,对来自胰高血糖素前体的肽段进行分析。不仅鉴定到完整的GLP-1、GLP-2和胃泌酸调节素,也有部分被消化的片段。
2.高脂饮食对肠多肽组的影响
为检查饮食组成是否改变肠道多肽,比较了高脂饮食和正常饮食的小鼠肠道样品的多肽谱。结果显示,在远端结肠中存在明显差异,但在小肠中未检测(图2)。在远端结肠中,HFD喂养的小鼠表现出来自PYY, GCG和INSL5的多肽水平较低。
3.鉴定和表征推定的生物活性肽
通过构建候选肽列表来分析潜在的生物活性,基于前期文献等研究基础我们确定三个多肽嗜铬粒蛋白A的多肽(ChgA 435-462a )、前胃泌素衍生肽(Gast p59-79 )和Sst 25-36作为候选研究对象,并被选择用于小鼠体内研究。但因注射后血浆内检测不到Sst 25-36,所以其被排除在进一步的研究中。在体内测试的两个候选肽中, ChgA 435-462a无明显作用, 但Gast p59-79可适度改善瘦小鼠的葡萄糖耐量(图3)
Sam G Galvin, Pierre Larraufie, Richard G Kay, et al. Peptidomics of enteroendocrine cells and characterisation of potential effects of a novel preprogastrin derived-peptide on glucose tolerance in lean mice. Peptides. 2021 Jun; 140: 170532. Peptides. 2021 Jun; 140: 170532. doi: 10.1016/j.peptides.2021.170532. Epub 2021 Mar 17.