了解不同哺乳动物组织中蛋白质的调控机制是生物学的核心所在。蛋白质的丰度、周转率以及诸如磷酸化之类的翻译后修饰，是决定组织特异性蛋白质组特性的关键因素。然而，这些特性在不同组织中的研究颇具难度，目前仍知之甚少。
2025年3月20日，耶鲁大学医学院刘延盛教授团队联合美国圣裘德儿童研究医院彭隽敏教授及德国哥廷根大学医学中心Eugenio F. Fornasier教授等团队，在国际顶尖学术期刊Cell上发表了题为：Turnover atlas of proteome and phosphoproteome across mouse tissues and brain regions的研究论文。
该研究首次系统性地绘制了小鼠全蛋白质组与磷酸化蛋白质在多个组织和脑区的周转图谱——Tissue-PPT，为深入理解蛋白质稳态及组织功能多样性提供了重要依据。
蛋白质周转（protein turnover），即蛋白质的合成与降解过程，这决定了蛋白质的功能维持与组织特异性，对于维持生命至关重要，然而，不同哺乳动物组织全蛋白质组及其蛋白质修饰水平的更新周转规律却一直未被深入探索。
在这项最新研究中，研究团队推出了Turnover-PPT，这是一个全面资源库，利用先进的蛋白质组学和稳定同位素标记技术，绘制了 8 种小鼠组织（心脏、肝脏、脾脏、肺、肾脏、肠道、血浆）和 9 个脑区（小脑、海马、前额皮质、黑质、丘脑、杏仁核、内嗅皮层、嗅球、纹状体）中 11000 种蛋白质和 40000 个磷酸化位点的丰度和寿命图谱。该研究揭示了组织特异性的短寿命和长寿命蛋白质、相互作用蛋白质寿命之间的强相关性以及磷酸化对蛋白质周转的不同影响。
值得注意的是，该研究发现，过氧化物酶体（peroxisome）蛋白在特定组织中的周转变化呈现出显著模式，并且磷酸化作用调节着与神经退行性疾病相关的蛋白质（例如与阿尔茨海默病相关的 Tau 蛋白、与帕金森病相关的 α-突触核蛋白）的稳定性。研究团队还进一步通过 PhosTAC 技术促进 Tau 蛋白的去磷酸化，结果显示，去磷酸化后 Tau 蛋白降解加快，这为阿尔茨海默症等疾病提供了新的治疗思路。
该研究的亮点：
● 研究提供了一个涵盖小鼠各组织蛋白质周转的高质量综合资源；
● 蛋白质的丰度和寿命共同决定了组织蛋白质组的功能和稳定性；
● 蛋白质的寿命与组织中的蛋白质相互作用密切相关；
● 位点特异性磷酸化在体内功能性地塑造蛋白质的寿命。
总的来说，Turnover-PPT为蛋白质稳定性、组织动态蛋白质型以及功能性蛋白质磷酸化提供了基本见解，也为未来针对疾病特异性蛋白质更新异常的药物干预策略提供了潜在靶点。此外，研究团队提供了一个交互式网站，以方便研究人员深入挖掘蛋白质与磷酸化位点的组织特异性表达与周转速率，网址为——https://yslproteomics.shinyapps.io/tissuePPT
论文链接：
https://www.cell.com/cell/abstract/S0092-8674(25)00209-0
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