采用磷酸化組揭秘慢速生長和快速生長肉雞間的肉質差異
肉雞提高生長速率和胸肌產量伴隨著肉質的劣化。2021年10月16日，國際食品期刊Food Chemistry（IF 9.231）在線發表了揚州大學陳國宏教授、徐琪副教授團隊的創新研究成果“Comparative phosphoproteomic provides insights into meat quality differences between slow- and fast-growing broilers”。該研究通過磷酸化蛋白質組學探討了導致慢速肉雞和快速肉雞肉質差異的機制，為雞肉品質遺傳改良提供了重要的信息。其中中科新生命提供了磷酸化蛋白質組檢測服務。
研究材料
雪山雞和羅斯308肉雞
技術路線
步驟1：慢速肉雞（SG）組與快速肉雞（FG）組肉質性狀和肌纖維特性差異顯著；
步驟2：列出已鑒定的磷酸化蛋白并繪制磷酸化位點；
步驟3：差異豐度磷酸化肽段的鑒定與比較；
步驟4：差異磷酸化蛋白的功能富集分析。
研究結果
1. SG組與FG組肉質性狀和肌纖維特性差異顯著
通過比較一些關鍵性物理特性，發現SG的肉質紅度、黃度、剪切力、pH24h和蛋白質含量均優于FG，而壓損、IMF和水分含量均低于FG肉質。雖然肌肉纖維類型沒有差異，但SG的橫截面積大于FG（圖1）。
圖1 SG與FG肉質性狀和肌纖維特性的差異
2. 列出已鑒定的磷酸化蛋白并繪制磷酸化位點
采用6標TMT進行定量磷酸化蛋白質組學檢測，結果表明磷酸化位點在肉雞蛋白質中的分布呈多樣性。在3895個磷酸化位點中，2799個(71.86%)發生在絲氨酸, 829個(21.28%)發生在蘇氨酸, 267個(6.86%)發生在酪氨酸殘基上(圖2C)。為了進一步了解差異磷酸化蛋白的上游通路，通過motif分析，鑒定出20個可能的磷酸化基序，其中包括17個絲氨酸基序和3個蘇氨酸基序(圖2F)。綜上所述，磷酸化蛋白對SG和FG肉質差異中發揮重要作用。
圖2 磷酸蛋白和磷酸位點
3. 差異豐度磷酸化肽段的鑒定與比較
通過差異分析，發現SG和FG中存在595個具有顯著差異的磷酸化肽段，相較于FG，SG有114個上調，481個下調(圖3)。大多數上調的磷酸化肽段和肌動蛋白結合、肌肉纖維發育相關蛋白有關，如OBSL1、MYH1E、MYH1F、 TNNT3，參與膠原蛋白結合的MRC2和參與氨基酸轉運的SLC7A5是前5位上調的磷酸化肽段。在481個下調的磷酸化肽段中，PHKB、MAP2k6、GPI、GAPDH、CASQ2、CAMK2D等呈顯著差異，同時還檢測到CRAT和AUP1(表1)。綜上，上調的磷酸化肽段和肌原纖維蛋白、參與膠原結合及氨基酸運輸的蛋白有關，下調的磷酸肽和蛋白激酶、糖酵解酶、鈣釋放以及參與脂質代謝的蛋白有關。
表1 與FG相比，SG關鍵調控磷酸化蛋白的磷酸化位點及其相關信號通路
圖3 顯著差異磷酸化肽段的比較分析
4. 差異磷酸化蛋白的功能富集分析
通過GO富集分析、KEGG通路分析和蛋白質互作網絡分析，發現參與肌肉結合、收縮的肌原纖維、鈣相關蛋白與參與能量代謝的糖酵解酶相互作用，并在SG和FG肉質中發揮重要作用（圖4）。
圖4 SG和FG肉類差異磷酸化蛋白的功能富集分析
小編小結
本研究利用磷酸化修飾組學分析發現一些磷酸化蛋白對兩個肉雞品系的蛋白質和IMF沉積有正向影響。SG磷酸化的肌原纖維蛋白上調導致纖維更大、排列更緊密，壓損和壓痛更低；而部分磷酸化蛋白的下調則表明糖酵解和代謝程度較低。
標簽：
修飾蛋白質組學
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