蜂王漿高產(chǎn)蜜蜂與意大利蜜蜂工蜂上顎腺磷酸化蛋白質(zhì)組分析
發(fā)布時間：2020-06-03 01:47
【摘要】：【目的】工蜂上顎腺的主要生物學(xué)功能是分泌脂肪酸為蜂群提供營養(yǎng),并參與報警外激素的合成。蜂王漿高產(chǎn)蜜蜂(漿蜂,Apis mellifera liguatica)和意大利蜜蜂(意蜂,Apis mellifera liguatica)是中國主要蜂種,但磷酸化蛋白質(zhì)組調(diào)控其上顎腺的發(fā)育和功能的機理尚未開展研究。通過比較二者工蜂上顎腺磷酸化蛋白質(zhì)組的差異,揭示磷酸化蛋白質(zhì)組調(diào)控上顎腺發(fā)育及脂肪酸代謝機理�！痉椒ā拷馄蕽{蜂、意蜂工蜂出房蜂、哺育蜂(10日齡左右)、采集蜂頭部,取其上顎腺,進行蛋白質(zhì)提取、液內(nèi)酶切,采用固相金屬離子親和層析色譜法(IMAC)進行磷酸化肽段富集,采用Zip-tip C18柱對肽段除鹽,通過LC-MS/MS(液相色譜與二級質(zhì)譜串聯(lián))對樣品進行分析,首先根據(jù)Max Quant和Persues軟件對數(shù)據(jù)質(zhì)量進行評估、主成分分析、表達譜聚類定量分析。然后利用PEAKS軟件對質(zhì)譜數(shù)據(jù)進行蛋白質(zhì)定量和定性分析,根據(jù)定性和定量分析結(jié)果,對漿蜂和意蜂上顎腺磷酸化蛋白質(zhì)組進行生物學(xué)進程和KEGG代謝通路富集的生物信息學(xué)分析比較。最后利用Scaffold PTM軟件確定磷酸化位點、預(yù)測磷酸化肽段的基序類型�！窘Y(jié)果】漿蜂3個時期分別鑒定到2 225、1 922、2 159個磷酸化蛋白,意蜂分別鑒定到1 740、1 592、1 682個磷酸化蛋白,漿蜂的磷酸化蛋白數(shù)目顯著高于意蜂,說明漿蜂上顎腺的磷酸化調(diào)控網(wǎng)絡(luò)較意蜂復(fù)雜。盡管它們上顎腺的磷酸化過程存在很大差異,但幼蜂、哺育和采集3個時期的磷酸化蛋白表達譜均相似,說明漿蜂和意蜂3個時期表達的磷酸化蛋白質(zhì)執(zhí)行類似的生物學(xué)功能來保障腺體的發(fā)育和分泌活動。對每個時期磷酸化蛋白質(zhì)組比較,發(fā)現(xiàn)漿蜂和意蜂上顎腺3個發(fā)育時期的磷酸化蛋白質(zhì)組均存在顯著差異,其中哺育蜂時期二者的差異最大,漿蜂有87個磷酸化蛋白高表達,主要參與能量和脂肪酸代謝,說明其上顎腺的脂肪酸合成力加強(包括10-HDA),滿足蜂王漿產(chǎn)量提高的同時10-HDA含量增加,為其種群繁衍提供必要營養(yǎng),而意蜂上調(diào)表達41個蛋白,主要參與能量代謝。漿蜂、意蜂各時期均識別到酸性、堿性和脯氨酸介導(dǎo)的3種類型motif;哺育蜂時期漿蜂特異識別到的motif對應(yīng)激酶家族與細胞增殖相關(guān),可能支持其上顎腺形態(tài)發(fā)育,與漿蜂分泌能力增強相關(guān)�！窘Y(jié)論】漿蜂和意蜂在3個時期均通過加強不同的磷酸化蛋白質(zhì)組來支撐上顎腺的發(fā)育及功能,其中最顯著的差異在哺育蜂時期,漿蜂哺育蜂顯著提高了脂肪酸合成力,保障其蜂王漿的基本功能。這在蛋白質(zhì)修飾的水平上深入了解漿蜂蜂王漿高產(chǎn)的產(chǎn)漿生物學(xué)機理。
【圖文】：
23期李爽等：蜂王漿高產(chǎn)蜜蜂與意大利蜜蜂工蜂上顎腺磷酸化蛋白質(zhì)組分析4661目數(shù)umberNA—D分別為漿蜂和意蜂不同時期共有蛋白、磷酸化蛋白、肽段、位點數(shù)目A-Dwerethenumbersofsharedproteins,phosphoproteins,phosphopeptidesandphosphositesofRJBsandITBsatdifferentstages,respectively圖2漿蜂和意蜂上顎腺磷酸化蛋白、肽段、位點數(shù)目Fig.2Thenumberofphosphoproteins,phosphopeptidesandsitesidentifiedinmandibularglandsofRJBsandITBs2.3漿蜂、意蜂不同時期上顎腺磷酸化蛋白主成分分析對漿蜂和意蜂不同時期上顎腺蛋白質(zhì)組做PCA分析，出房蜂蛋白質(zhì)組彼此最相近，采集蜂次之，，而漿蜂和意蜂哺育蜂距離最遠，磷酸化蛋白質(zhì)組差異最大，主成分1、2分別占變異性的20.7%、15.3%（圖3）。2.4漿蜂、意蜂motif分析漿蜂、意蜂各時期磷酸化肽段均富集到3種motif（圖4）：酸性、堿性、脯氨酸介導(dǎo)的motif，但不同蜂種間各時期motif數(shù)量不同。漿蜂、意蜂的出房蜂、哺育蜂時期motif數(shù)量：脯氨酸介導(dǎo)＞酸性＞堿性；采集蜂時期脯氨酸介導(dǎo)＞堿性＞酸性。意蜂脯氨酸介導(dǎo)的motif數(shù)量下降，堿性motif上升，酸性motif先上升后顯著下降；漿蜂酸性、脯氨酸介導(dǎo)的motif數(shù)量下降，堿性motif數(shù)量上升。對漿蜂、意蜂不同分成2Coponentm215(3%.)主成分分析基于成分1、2Theprincipalcomponentanalysisbasedoncomponent1andcomponent2圖3漿蜂和意蜂不同時期磷酸化蛋白質(zhì)組主成分分析Fig.3TheprincipalcomponentanalysisofphosphoproteomeofmandibularglandsatdifferentstagesofRJBsandITBs
23期李爽等：蜂王漿高產(chǎn)蜜蜂與意大利蜜蜂工蜂上顎腺磷酸化蛋白質(zhì)組分析4661目數(shù)umberNA—D分別為漿蜂和意蜂不同時期共有蛋白、磷酸化蛋白、肽段、位點數(shù)目A-Dwerethenumbersofsharedproteins,phosphoproteins,phosphopeptidesandphosphositesofRJBsandITBsatdifferentstages,respectively圖2漿蜂和意蜂上顎腺磷酸化蛋白、肽段、位點數(shù)目Fig.2Thenumberofphosphoproteins,phosphopeptidesandsitesidentifiedinmandibularglandsofRJBsandITBs2.3漿蜂、意蜂不同時期上顎腺磷酸化蛋白主成分分析對漿蜂和意蜂不同時期上顎腺蛋白質(zhì)組做PCA分析，出房蜂蛋白質(zhì)組彼此最相近，采集蜂次之，而漿蜂和意蜂哺育蜂距離最遠，磷酸化蛋白質(zhì)組差異最大，主成分1、2分別占變異性的20.7%、15.3%（圖3）。2.4漿蜂、意蜂motif分析漿蜂、意蜂各時期磷酸化肽段均富集到3種motif（圖4）：酸性、堿性、脯氨酸介導(dǎo)的motif，但不同蜂種間各時期motif數(shù)量不同。漿蜂、意蜂的出房蜂、哺育蜂時期motif數(shù)量：脯氨酸介導(dǎo)＞酸性＞堿性；采集蜂時期脯氨酸介導(dǎo)＞堿性＞酸性。意蜂脯氨酸介導(dǎo)的motif數(shù)量下降，堿性motif上升，酸性motif先上升后顯著下降；漿蜂酸性、脯氨酸介導(dǎo)的motif數(shù)量下降，堿性motif數(shù)量上升。對漿蜂、意蜂不同分成2Coponentm215(3%.)主成分分析基于成分1、2Theprincipalcomponentanalysisbasedoncomponent1andcomponent2圖3漿蜂和意蜂不同時期磷酸化蛋白質(zhì)組主成分分析Fig.3TheprincipalcomponentanalysisofphosphoproteomeofmandibularglandsatdifferentstagesofRJBsandITBs
本文編號：2694104
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23期李爽等：蜂王漿高產(chǎn)蜜蜂與意大利蜜蜂工蜂上顎腺磷酸化蛋白質(zhì)組分析4661目數(shù)umberNA—D分別為漿蜂和意蜂不同時期共有蛋白、磷酸化蛋白、肽段、位點數(shù)目A-Dwerethenumbersofsharedproteins,phosphoproteins,phosphopeptidesandphosphositesofRJBsandITBsatdifferentstages,respectively圖2漿蜂和意蜂上顎腺磷酸化蛋白、肽段、位點數(shù)目Fig.2Thenumberofphosphoproteins,phosphopeptidesandsitesidentifiedinmandibularglandsofRJBsandITBs2.3漿蜂、意蜂不同時期上顎腺磷酸化蛋白主成分分析對漿蜂和意蜂不同時期上顎腺蛋白質(zhì)組做PCA分析，出房蜂蛋白質(zhì)組彼此最相近，采集蜂次之，，而漿蜂和意蜂哺育蜂距離最遠，磷酸化蛋白質(zhì)組差異最大，主成分1、2分別占變異性的20.7%、15.3%（圖3）。2.4漿蜂、意蜂motif分析漿蜂、意蜂各時期磷酸化肽段均富集到3種motif（圖4）：酸性、堿性、脯氨酸介導(dǎo)的motif，但不同蜂種間各時期motif數(shù)量不同。漿蜂、意蜂的出房蜂、哺育蜂時期motif數(shù)量：脯氨酸介導(dǎo)＞酸性＞堿性；采集蜂時期脯氨酸介導(dǎo)＞堿性＞酸性。意蜂脯氨酸介導(dǎo)的motif數(shù)量下降，堿性motif上升，酸性motif先上升后顯著下降；漿蜂酸性、脯氨酸介導(dǎo)的motif數(shù)量下降，堿性motif數(shù)量上升。對漿蜂、意蜂不同分成2Coponentm215(3%.)主成分分析基于成分1、2Theprincipalcomponentanalysisbasedoncomponent1andcomponent2圖3漿蜂和意蜂不同時期磷酸化蛋白質(zhì)組主成分分析Fig.3TheprincipalcomponentanalysisofphosphoproteomeofmandibularglandsatdifferentstagesofRJBsandITBs
23期李爽等：蜂王漿高產(chǎn)蜜蜂與意大利蜜蜂工蜂上顎腺磷酸化蛋白質(zhì)組分析4661目數(shù)umberNA—D分別為漿蜂和意蜂不同時期共有蛋白、磷酸化蛋白、肽段、位點數(shù)目A-Dwerethenumbersofsharedproteins,phosphoproteins,phosphopeptidesandphosphositesofRJBsandITBsatdifferentstages,respectively圖2漿蜂和意蜂上顎腺磷酸化蛋白、肽段、位點數(shù)目Fig.2Thenumberofphosphoproteins,phosphopeptidesandsitesidentifiedinmandibularglandsofRJBsandITBs2.3漿蜂、意蜂不同時期上顎腺磷酸化蛋白主成分分析對漿蜂和意蜂不同時期上顎腺蛋白質(zhì)組做PCA分析，出房蜂蛋白質(zhì)組彼此最相近，采集蜂次之，而漿蜂和意蜂哺育蜂距離最遠，磷酸化蛋白質(zhì)組差異最大，主成分1、2分別占變異性的20.7%、15.3%（圖3）。2.4漿蜂、意蜂motif分析漿蜂、意蜂各時期磷酸化肽段均富集到3種motif（圖4）：酸性、堿性、脯氨酸介導(dǎo)的motif，但不同蜂種間各時期motif數(shù)量不同。漿蜂、意蜂的出房蜂、哺育蜂時期motif數(shù)量：脯氨酸介導(dǎo)＞酸性＞堿性；采集蜂時期脯氨酸介導(dǎo)＞堿性＞酸性。意蜂脯氨酸介導(dǎo)的motif數(shù)量下降，堿性motif上升，酸性motif先上升后顯著下降；漿蜂酸性、脯氨酸介導(dǎo)的motif數(shù)量下降，堿性motif數(shù)量上升。對漿蜂、意蜂不同分成2Coponentm215(3%.)主成分分析基于成分1、2Theprincipalcomponentanalysisbasedoncomponent1andcomponent2圖3漿蜂和意蜂不同時期磷酸化蛋白質(zhì)組主成分分析Fig.3TheprincipalcomponentanalysisofphosphoproteomeofmandibularglandsatdifferentstagesofRJBsandITBs
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