利用TMT标记结合2D LC-MS/MS技术分析不同时期水牛睾丸曲精细管差异蛋白质组

doi:10.11843/j.issn.0366-6964.2014.08.009

畜牧兽医学报 ›› 2014, Vol. 45 ›› Issue (8): 1265-1273.doi: 10.11843/j.issn.0366-6964.2014.08.009

利用TMT标记结合2D LC-MS/MS技术分析不同时期水牛睾丸曲精细管差异蛋白质组

黄愉淋¹，付强¹，黄德伦¹，潘宏¹，黄凤玲¹，梁贤威^2*，张明^1*

（1.广西大学动物繁殖研究所，亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室，南宁 530004；2.中国农业科学院广西水牛研究所，南宁 530001）

收稿日期:2014-01-20 出版日期:2014-08-23 发布日期:2014-08-22
通讯作者: 梁贤威，研究员，博士生导师，E-mail：Liangbri@126.com；张明，教授，博士生导师，E-mail：mingzhang@gxu.edu.cn
作者简介:黄愉淋（1988-），女，壮族，广西大化人，博士生，主要从事动物蛋白质组学的研究，E-mail：huangyulin1016@163.com
基金资助:
国家自然科学基金（30860192）；广西水牛遗传繁育重点实验室开放课题（SNKF-2012-05;SNKF-2013-02）；亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室开放课题（KSL-CUSAb-2012-06）

Comparative Analysis of Proteomics at Different Developmental Stages of Buffalo Testicular Seminiferous Tubules by TMT-Coupled 2D LC-MS/MS

HUANG Yu-lin¹，FU Qiang¹，HUANG De-lun¹，PAN Hong¹,HUANG Feng-ling¹,LIANG Xian-wei^2*，ZHANG Ming^1*

（1.State Key Laboratory for Conservation and Utilization of Subtropical Agro-Bioresources，Animal Reproduction Institute，Guangxi University，Nanning 530004，China；2.Buffalo Research Institute，Chinese Academy of Agricultural Sciences，Nanning 530001，China）

Received:2014-01-20 Online:2014-08-23 Published:2014-08-22

摘要/Abstract

摘要：

旨在采用TMT标记结合二维高效液相色谱/串联质谱联用的技术对不同时期水牛睾丸曲精细管的差异蛋白质组进行分析。分别提取不同时期（幼年期、老年期）水牛睾丸曲精细管总蛋白，TMT试剂标记后进行强阳离子交换柱分离多肽、nano LC分离，同时在线连接电喷雾串联Orbitrap质谱进行分析，通过SEQUEST软件搜库并对鉴定的差异蛋白数据进行生物信息学分析。结果表明：共筛选出定量差异倍数≥2倍的差异蛋白89个，以幼年期水牛睾丸曲精细管作为对照，上调蛋白质51个，下调蛋白质38个。生物信息学分析表明，TMT标记技术结合二维液相色谱串联质谱可以对不同发育时期水牛睾丸曲精细管蛋白进行有效地分离和鉴定。本研究结果为探索精子发生过程中蛋白质表达的变化规律提供了试验依据，找出可能与精子发生相关的标志性蛋白：谷胱甘肽S转移酶P（GSTP1）、过氧化氢酶（CAT）、热休克蛋白(HSP90AA1和HSPA)。

关键词: 水牛睾丸曲精细管, 蛋白质组, TMT标记, Orbitrap质谱

Abstract:

To investigate expression of proteins from buffalo testicular seminiferous tubules at different developmental stages (nepionic and senescence).Tandem mass tag (TMT) coupled to two-dimensional liquid chromatography tandem mass spectrometry (2D LC-MS/MS).Identification was based on tandem mass tag (TMT)-coupled to 2D liquid chromatography tandem mass spectrometry (2D LC-MS/MS) using LC-ESI LTQ-Orbitrap Elite MS/MS equipment.Detected proteins were processed by bioinformatics analysis using the SEQUEST search engine.Eighty-nine different proteins were obtained with a more than two-fold change between developmental stages.Compared with the nepionic stage，51 proteins were up-regulated and 38 proteins were down-regulated.TMT-coupled 2D LC-MS/MS was an appropriate method for isolating and identifying protein groups of buffalo testicular seminiferous tubules at different developmental stages.The results provided an experimental basis for exploring changes in protein expression during spermatogenesis，and found biological markers of spermatogenesis，possibly Glutathione S-transferase P，Catalase，Heat shock protein 90-alpha and Heat shock 70 ku protein 1-like.

Key words: buffalo testicular seminiferous tubules, proteomics, TMT, Orbitrap Elite MS/MS

中图分类号:

S823.8⁺3.2

黄愉淋，付强，黄德伦，潘宏，黄凤玲，梁贤威，张明. 利用TMT标记结合2D LC-MS/MS技术分析不同时期水牛睾丸曲精细管差异蛋白质组[J]. 畜牧兽医学报, 2014, 45(8): 1265-1273.

HUANG Yu-lin，FU Qiang，HUANG De-lun，PAN Hong,HUANG Feng-ling,LIANG Xian-wei，ZHANG Ming. Comparative Analysis of Proteomics at Different Developmental Stages of Buffalo Testicular Seminiferous Tubules by TMT-Coupled 2D LC-MS/MS[J]. ACTA VETERINARIA ET ZOOTECHNICA SINICA, 2014, 45(8): 1265-1273.

参考文献

［1］覃兆鲜．水牛生精上皮细胞体外培养的初步研究［D］.南宁：广西大学，2008．
［2］ALVES M G，RATO L，CARVALHO R A，et al．Hormonal control of sertoli cell metabolism regulates spermatogenesis ［J］．Cell Mol Life Sci，2013，70(5)：777-793．
［3］ZHU Y F，CUI Y G，GUO X J，et al．Proteomic analysis of effect of hyperthermia on spermatogenesis in adult male mice ［J］．J Proteome Res，2006，5(9)：2217-2225．
［4］GUO X，ZHAO C，WANG F，et al．Investigation of human testis protein heterogeneity using 2-dimensional electrophoresis ［J］．J Androl，2010，31(4)：419-429．
［5］NOVAK S，SMITH T A，PARADIS F，et al．Biomarkers of in vivo fertility in sperm and seminal plasma of fertile stallions ［J］．Theriogenology，2010，74(6)：956-967．
［6］NEVEROVA I，VANEYK J E．Role of chromatographic techniques in proteomic analysis ［J］．J Chromatogr，2005，815(1)：51-63．
［7］THOMPSON A，SCHÄFER J，KUHN K，et al．Tandem mass tags：a novel quantification strategy for comparative analysis of complex protein mixtures by MS/MS ［J］．Anal Chem，2003，75(8)：1895-1904．
［8］RASO C，COSENTINO C，GASPARI M，et al．Characterization of breast cancer interstitial fluids by TMT labeling，LTQ-Orbitrap Velos mass spectrometry，and pathway analysis ［J］．J Proteome Res，2012，11(6)：3199-3210．
［9］ZHENG B，ZHOU Q，GUO Y，et al．Establishment of a proteomic profile associated with gonocyte and spermatogonial stem cell maturation and differentiation in neonatal mice ［J］．Proteomics，2014，14(2-3)：274-285．
［10］GUAN K，WOLF F，BECKER A，et al．Isolation and cultivation of stem cells from adult mouse testes ［J］．Nat Protoc，2009，4(2)：143-154．
［11］MATIS M，?AKELJ-MAVRI? M，PETER-KATALINI? J．Mass spectrometry and database search in the analysis of proteins from the fungus Pleurotus ostreatus ［J］．Proteomics，2005，5(1)：67-75．
［12］WU X，ZHU L，GUO J，et al．Prediction of yeast protein-protein interaction network：insights from the Gene Ontology and annotations ［J］．Nucleic Acid Res，2006，34(7)：2137-2150．
［13］SCHÄFFER J，GALLAY O，LADENSTEIN R．Glutathione transferase from bovine placenta.Preparation，biochemical characterization，crystallization，and preliminary crystallographic analysis of a neutral class PI enzyme ［J］．J Biol Chem，1988，263(33)：17405-17411．
［14］ARMSTRONG R N．Glutathione S-transferases：reaction mechanism，structure，and function ［J］．Chem Res Toxicol，1991，4(2)：131-140．
［15］KATAGIRI A，TOMITA Y，NISHIYAMA T，et al．Immunohistochemical detection of P-glycoprotein and GSTP1 testis cancer ［J］．Brit J Cancer，1993，68(1)：125．
［16］HOPKINS T G，BURNS P A，ROUTLEDGE M N．DNA methylation of GSTP1 as biomarker in diagnosis of prostate cancer ［J］．Urology，2007，69(1)：11-16．
［17］TOWNSEND D M，TEW K D．The role of glutathione-S-transferase in anti-cancer drug resistance ［J］．Oncogene，2003，22(47)：7369-7375．
［18］DELBÈS G，CHAN D，HALES B F，et al．Selective induction of glutathione S-transferases in round spermatids from the Brown-Norway rat by the chemotherapeutic regimen for testicular cancer ［J］．Reprod Toxicol，2013，36：24-32．
［19］ROCKETT J C，PATRIZIO P，SCHMID J E，et al．Gene expression patterns associated with infertility in humans and rodent models ［J］．Muta Res-Fund Mol M，2004，549(1)：225-240．
［20］FUKUSHIMA T，YAMAMOTO T，KIKKAWA R，et al．Effects of male reproductive toxicants on gene expression in rat testes ［J］．J Toxicol Sci，2005，30(3)：195-206．
［21］张坤生，田荟琳．过氧化氢酶的功能及研究［J］．食品科技，2007，1(8)：11．
［22］FANG F，ZHANG G Y，GAO T L，et al．Changes in the antioxidant level，cell cycle progression and apoptosis of testicular cells in rats with diet-induced impaired glucose regulation ［J］．Nat J Androl，2013，19(5)：403-408．
［23］SAKR S A R，MAHRAN H A，NOFAL A E．Effect of selenium on carbimazole-induced testicular damage and oxidative stress in albino rats ［J］．J Trace Elem Med Biol，2011，25(1)：59-66．
［24］ALAVI-SHOUSHTARI S M，REZAI S A，ANSARI M H，et al．Effects of the seminal plasma zinc content and catalase activity on the semen quality of water buffalo (Bubalus bubalis) bulls ［J］．Pak J Biol Sci，2009，12(2)：134-139．
［25］MORIMOTO R I．Regulation of the heat shock transcriptional response：cross talk between a family of heat shock factors，molecular chaperones，and negative regulators ［J］．Genes Dev，1998，12(24)：3788-3796．
［26］JOLLY C，MORIMOTO R I．Role of the heat shock response and molecular chaperones in oncogenesis and cell death ［J］．J Natl Cancer Inst，2000，92(19)：1564-1572．
［27］KAMARUDDIN M，KROETSCH T，BASRUR P K，et al．Immunolocalization of heat shock protein bovine spermatozoa ［J］．Andrologia，2004，36(5)：327-334．
［28］HUANG S Y，TAM M F，HSU Y T，et al．Developmental changes of heat-shock proteins in porcine testis by a proteomic analysis ［J］．Theriogenology，2005，64(9)：1940-1955．
［29］WU Y，PEI Y，QIN Y．Developmental expression of heat shock proteins 60，70，90，and A rabbit testis ［J］．Cell Tissue Res，2011，344(2)：355-363．

[1]	赵畅, 张江, 白云龙, 孙书函, 宋玉锡, 夏成. 基于iTRAQ技术的卵巢静止奶牛血清差异蛋白分析[J]. 畜牧兽医学报, 2019, 50(5): 972-982.
[2]	郝庆玲, 景炅婕, 侯淑宁, 许冬梅, 赵成萍, 朱芷葳, 吕丽华, 李鹏飞. 基于Label-free技术分析牛卵泡蛋白质组分及关键调控蛋白[J]. 畜牧兽医学报, 2019, 50(5): 983-992.
[3]	郝庆玲, 景炅婕, 侯淑宁, 许冬梅, 赵成萍, 朱芷葳, 吕丽华, 李鹏飞. 基于Label-free技术分析牛卵泡蛋白质组分及关键调控蛋白[J]. 畜牧兽医学报, 2019, 50(5): 983-992.
[4]	赵畅, 张江, 白云龙, 孙书函, 宋玉锡, 夏成. 基于iTRAQ技术的卵巢静止奶牛血清差异蛋白分析[J]. 畜牧兽医学报, 2019, 50(5): 972-982.
[5]	周玉成, 郭梦楠, 程世鹏, 张海威, 周曼莉, 乔连江, 杨艳玲. 布鲁菌16M感染后宿主免疫相关蛋白质泛素化修饰的差异分析[J]. 畜牧兽医学报, 2019, 50(11): 2290-2301.
[6]	徐梦飞, 卢平萍, 马勋, 张艳艳, 王炜烨, 孟季蒙, 王正荣, 薄新文. 细粒棘球绦虫蛋白质组学研究进展[J]. 畜牧兽医学报, 2018, 49(3): 466-476.
[7]	徐梦飞, 卢平萍, 马勋, 张艳艳, 王炜烨, 孟季蒙, 王正荣, 薄新文. 细粒棘球绦虫蛋白质组学研究进展[J]. 畜牧兽医学报, 2018, 49(3): 466-476.
[8]	张云生, 杨宇泽, 郭占宝, 谢明, 常卓, 张智英, 侯水生. 高低剩余采食量北京鸭品系皮脂蛋白质组差异研究[J]. 畜牧兽医学报, 2018, 49(12): 2593-2601.
[9]	张云生, 杨宇泽, 郭占宝, 谢明, 常卓, 张智英, 侯水生. 高低剩余采食量北京鸭品系皮脂蛋白质组差异研究[J]. 畜牧兽医学报, 2018, 49(12): 2593-2601.
[10]	王磊, 张然然, 刘华淼, 刘汇涛, 周永娜, 董世武, 邢秀梅. 马鹿鹿茸不同部位差异蛋白质组学分析[J]. 畜牧兽医学报, 2017, 48(8): 1401-1415.
[11]	王磊, 张然然, 刘华淼, 刘汇涛, 周永娜, 董世武, 邢秀梅. 马鹿鹿茸不同部位差异蛋白质组学分析[J]. 畜牧兽医学报, 2017, 48(8): 1401-1415.
[12]	李华玮, 陈鑫鑫, 赵孟孟, 周恩民, 乔松林, 张改平. 猪繁殖与呼吸综合征病毒感染猪肺泡巨噬细胞天然免疫信号通路相关分子变化分析[J]. 畜牧兽医学报, 2017, 48(7): 1288-1299.
[13]	李华玮, 陈鑫鑫, 赵孟孟, 周恩民, 乔松林, 张改平. 猪繁殖与呼吸综合征病毒感染猪肺泡巨噬细胞天然免疫信号通路相关分子变化分析[J]. 畜牧兽医学报, 2017, 48(7): 1288-1299.
[14]	刘华淼, 鞠妍, 张然然, 邢秀梅. 基于蛋白质组学技术的鹿茸不同部位差异蛋白筛选[J]. 畜牧兽医学报, 2017, 48(4): 618-626.
[15]	刘华淼, 鞠妍, 张然然, 邢秀梅. 基于蛋白质组学技术的鹿茸不同部位差异蛋白筛选[J]. 畜牧兽医学报, 2017, 48(4): 618-626.

利用TMT标记结合2D LC-MS/MS技术分析不同时期水牛睾丸曲精细管差异蛋白质组

Comparative Analysis of Proteomics at Different Developmental Stages of Buffalo Testicular Seminiferous Tubules by TMT-Coupled 2D LC-MS/MS

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