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。2012年12月7日；11(12):6080-101.
doi:10.1021/pr300736v。 Epub 2012年11月8日。

细胞功能的空间分布：MCF7乳腺癌细胞线粒体和细胞核之间的蛋白质分配

阿马尔·托卡坦 1, 马尔科·拉杜洛维奇, 马克·克劳福德, 贾斯敏卡·戈多瓦克·齐默尔曼
附属公司

细胞功能的空间分布：MCF7乳腺癌细胞线粒体和细胞核之间的蛋白质分配

阿马尔·托卡坦等。 蛋白组学研究杂志。 。

摘要

同时对MCF7乳腺癌细胞的细胞核和线粒体进行蛋白质组学分析，发现这两种细胞器中存在985种蛋白质（占所有检测到的蛋白质的40%）。来自参与氧化磷酸化的所有五种复合物（例如NDUFA5、NDUFB10、NDUFS1、NDUF2、SDHA、UQRB、UQRC2、UQCRH、COX5A、COX5B、MT-CO2、ATP5A1、ATP5B、ATP5等）、TCA循环（DLST、IDH2、IDH3A、OGDH、SUCLAG2等）和糖酵解（ALDOA、ENO1、FBP1、GPI、PGK1、TALDO1等）的大量蛋白质分布于细胞核和线粒体。相比之下，参与细胞核/线粒体RNA处理/翻译和Ras/Rab信号传导的蛋白质显示出不同的分配模式。分布于细胞核和线粒体的氧磷、TCA循环和糖酵解蛋白的特性为这些过程在两个不同亚细胞器上的空间功能整合提供了证据。我们认为细胞核和线粒体之间的功能协调存在未被认识的方面，通过组成蛋白的广泛亚细胞分布整合核心功能过程是细胞的一个共同特征，亚细胞功能的空间整合可能是癌症的一个重要方面。

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数字

图1
图1
核组分{N}（1880个蛋白质）和线粒体组分{M}（1502个蛋白质）中检测到的蛋白质组在仅在细胞核{N}、仅在线粒体{M}或两个细胞器{M&N}检测到的蛋白组之间的分配。（顶部）所有蛋白质。（左下）{M}、{N}或两者中计数≥25的高丰度蛋白质。（右下）{M}、{N}或两者中计数≤8的低丰度蛋白质。
图2
图2
氧化磷酸化复合物1-5中蛋白质的实验MS数据和GO-CC注释术语摘要。nd表示未检测到的蛋白质。na表示MS检测到的蛋白质序列组没有GO-CC注释的蛋白质。在某些情况下，MS数据排除的同一基因的其他蛋白质序列具有GO-CC标注，如图所示。（插图）复合物3（细胞色素）{m&n}数据集中蛋白质的线粒体计数和细胞核计数之间的相关性b条-c1复合物）和复合物4（细胞色素c氧化酶）。
图3
图3
TCA循环和糖酵解/糖异生界面中蛋白质的实验MS数据和GO-CC注释术语摘要。ND表示未检测到的蛋白质。NA表示MS检测到的蛋白质序列组没有GO-CC注释的蛋白质。在某些情况下，MS数据排除的同一基因的其他蛋白质序列具有GO-CC标注，如图所示。
图4
图4
不同蛋白质组GO细胞成分注释的枚举。带有所示注释的蛋白质数量在饼片上给出。饼图切片的大小取决于每个数据集中所有注释的比例。插入表中给出了每个数据集的蛋白质总数和注释。同一位置的多个批注只统计一次。
图5
图5
仅在线粒体{m}（517个蛋白质）、细胞核{n}（895个蛋白质）或同时在{m&n}中（985个蛋白质。颜色代码对应于甜甜圈中心给出的层次结构级别。注释术语为：M，线粒体；MN、线粒体和细胞核；N、 细胞核；C、 细胞质；S、 胞浆；P、 质膜；十、 胞外区域；R&G、内质网和/或高尔基体；不适用，无注释。
图6
图6
通过质膜评估核和线粒体蔗糖梯度组分的可能污染。（左）质膜上注释的267个蛋白质的实验亚群{m}、{n}和{m&n}的GO-CC注释的层次分布。颜色代码对应于甜甜圈内显示的上层注释。（插入表）GO-CC M和N注释在实验子集{M}、{N}和{M&N}上的分布。（右）对于{m&n}实验数据子集中的119个蛋白质，{m}和{n}梯度分数中计数数量之间的相关性。每个蛋白质的GO-CC注释由M（仅）、N（仅）和M+N或两者都不表示。相关系数对2用所有119个蛋白质的线性数据计算。数据以对数刻度显示，以分散点。
图7
图7
细胞总裂解物（T）和核（N）、线粒体（M）和细胞质（C）亚细胞制剂的循环置换三重制备物（见材料和方法）的蛋白质印迹。调整一级和二级抗体的样品装载量和稀释度，以验证不同组分中是否存在蛋白质，即不同样品之间的相对斑点强度并不表示不同组分的相对丰度。
图8
图8
糖酵解和磷酸戊糖途径蛋白质的实验数据和GO-CC注释术语总结。nd表示MS未检测到的蛋白质。na表示MS实验中检测到的蛋白序列组没有GO-CC注释的蛋白质。在某些情况下，MS数据排除的同一基因的其他蛋白质序列具有GO-CC注释，如图所示。（插图）在两个位置检测到的10种糖酵解酶的细胞核计数与线粒体计数之间的相关性。
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参考文献

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