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據(jù)化工儀器網(wǎng)整理，我國2025年上半年液相色譜儀[詳細(xì)]
突破性新方法DeepSecMS助力深入解析硒蛋白質(zhì)組 為疾病機(jī)制研究開辟新路徑
2025年08月01日 16:20:42
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：宋池 點(diǎn)擊量：504
中科院上海有機(jī)所團(tuán)隊(duì)在《Advanced Science》發(fā)表創(chuàng)新方法DeepSecMS，攻克硒蛋白質(zhì)組研究難題。該方法利用深度學(xué)習(xí)技術(shù)，基于硒代半胱氨酸（Sec）與半胱氨酸（Cys）的化學(xué)相似性，創(chuàng)新采用Cys數(shù)據(jù)代理訓(xùn)練策略構(gòu)建理論譜圖庫。
硒蛋白是一類含有稀有氨基酸硒代半胱氨酸(Sec)的特殊蛋白質(zhì)，在維持細(xì)胞氧化還原平衡、調(diào)控關(guān)鍵生理過程以及與神經(jīng)退行性疾病、癌癥、心血管疾病和糖尿病等多種重大疾病的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。然而，受限于Sec的稀有性及檢測(cè)分析難度，人類迄今僅鑒定出25種硒蛋白，全面繪制硒蛋白圖譜并發(fā)現(xiàn)新成員仍是該領(lǐng)域面臨的重大挑戰(zhàn)。
針對(duì)這一難題，中國科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)研究所生物與化學(xué)交叉研究中心張耀陽研究員課題組取得了重要進(jìn)展。該團(tuán)隊(duì)在前期研究中開發(fā)了硒代半胱氨酸特異性質(zhì)譜方法(SecMS)和非SECIS依賴的硒蛋白數(shù)據(jù)庫(SIS)，首次繪制了小鼠組織特異性硒蛋白圖譜并發(fā)現(xiàn)了新硒蛋白(PMID: 30174312)。近日，課題組在國際知名期刊《Advanced Science》上發(fā)表了題為“DeepSecMS Advances DIA-Based Selenoproteome Profiling Through Cys-to-Sec Proxy Training”的研究論文，介紹了其最新開發(fā)的創(chuàng)新方法——DeepSecMS。
DeepSecMS方法的核心創(chuàng)新在于巧妙地結(jié)合了深度學(xué)習(xí)技術(shù)，并利用了硒代半胱氨酸(Sec)與其結(jié)構(gòu)類似物半胱氨酸(Cys)的高度化學(xué)相似性特性。由于已知含Sec肽段的真實(shí)譜圖數(shù)據(jù)極其稀少，難以直接用于訓(xùn)練深度學(xué)習(xí)模型，研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地采用了“Cys-to-Sec取代訓(xùn)練策略”。該策略通過利用大量易獲得的含Cys肽段數(shù)據(jù)，成功構(gòu)建了一個(gè)大規(guī)模的理論含Sec肽段譜圖庫。
研究結(jié)果表明，DeepSecMS能夠高精度預(yù)測(cè)含Sec肽段的關(guān)鍵質(zhì)譜特征，包括二級(jí)質(zhì)譜(MS2)譜圖、保留時(shí)間(RT)和離子淌度(IM)。將DeepSecMS與數(shù)據(jù)非依賴性采集(DIA)質(zhì)譜技術(shù)相結(jié)合，研究人員在多種人源細(xì)胞系和小鼠組織樣本中顯著提升了對(duì)已知硒蛋白的鑒定能力，并發(fā)現(xiàn)了大量高可信度的潛在新型硒蛋白。
這項(xiàng)研究開發(fā)的DeepSecMS方法，為全面解析哺乳動(dòng)物硒蛋白質(zhì)組提供了強(qiáng)大且高效的新工具，有望推動(dòng)在更深層次上探索硒蛋白在人體健康與疾病中的作用。研究團(tuán)隊(duì)指出，該工作中提出的“Cys-to-Sec”代理訓(xùn)練策略具有潛在的普適性，可推廣應(yīng)用于研究其他低豐度蛋白質(zhì)變體或翻譯后修飾，為微量蛋白質(zhì)組學(xué)研究提供了一個(gè)可擴(kuò)展的技術(shù)框架。
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