多肽组是指生物活体中器官、组织、体液及细胞内全部的内源性多肽组分，同时也包括蛋白质降解产生的或者具有特定活性的多肽，他们的分子量常常低于10kDa。多肽组学（peptidomics）是以机体内源性多肽和低分子量蛋白质为研究对象，研究多肽组的结构、功能、变化规律及其相关关系的学科。这些内源性多肽中有许多信号调节分子，如细胞因子，生长激素，激素肽等，可以提供许多很有价值的信息。同时多肽组学还填补了蛋白质组学与代谢组学之间的“间隙（gap）”。

北京蛋白质组学

那么，目前对于多肽组学的研究都有哪些方面呢？又是如何研究的呢？

接下来，跟着小编，一起来看看多肽组学的相关文献都是如何展开研究的~

案例一:疾病标志物相关研究

Bioinformatic Analysis of the Wound Peptidome Reveals Potential Biomarkers and

Antimicrobial Peptides

发表期刊：Frontiers in Immunology    

发表时间：2020.12

受感染和愈合缓慢的伤口是医疗保健行业的主要成本之一。改进诊断工具，实现感染的早期预防，将为个体患者和社会带来巨大利益。研究人员开发了一种多肽组学方法，用于表征创伤液中的内源性多肽。研究了乳房切开引流术和面部皮肤移植后的伤口敷料所产生的伤口液的多肽。结果表明患者的创伤液多肽组是高度个性化的，然而根据伤口类型对患者进行分组时又会出现差异。这种数据集可以作为伤口愈合期间评估感染和炎症的潜在生物标志物。此外，通过文献检索发现来自感染伤口中血红蛋白的抗菌区域的大量多肽可能有助于抗菌的伤口环境。

 

 

 

图1 组内和组间多肽差异以及蛋白质底物分布的差异

案例二:感染性疾病研究

 

 

Analysis of the serum peptidome associated with Toxoplasma gondii infection

发表期刊：Journal of Proteomics    

发表时间：2020.05

弓形虫是一种专性细胞内寄生虫，可在免疫功能低下的个体和先天性感染的新生儿中引起严重疾病。为了确定血清多肽谱是否可以揭示疾病标志物或能确定弓形体病的侵袭性，研究人员从急性感染、慢性感染以及对照受试者中收集小鼠血清并通过非标记定量多肽组学方法 (LC-MS/MS) 进行分析。一共鉴定出 607 种内源性肽，且急性感染组的肽表达情况不同于其他两组。在本研究中检测到的这些肽中，分别在急性和慢性感染阶段发现了 81 和 68 种差异表达肽（DEP）。通过GO分析，这些DEPs的大部分前体蛋白都与生物调控和结合活性有关。本研究的这些发现将有助于寻找在疾病诊断中起关键作用的肽靶点，并为开发更好的预防和控制弓形虫病的方法创造新的机会。

 

 

 

 

图2 基于所有组间检测到的内源性肽的概述

案例三:免疫多肽研究

 

 

 

 

发表期刊：Cancer Immunology Research   

发表时间：2020.06

CD8+ T细胞的抗原识别受肽抗原池的控制呈现在HLA I类复合物的细胞表面。近期研究不仅显示了免疫肽组的高度的可塑性，而且所有呈递的肽中有相当一部分是通过蛋白酶体产生的介导蛋白质非相邻区域的剪接以产生新的肽抗原。研究人员利用质谱法一共确定了60,000多个来自单个患者衍生细胞系 (LM-MEL-44) 的肽并证明干扰素-γ 诱导肽组发生显著变化，基底细胞和处理细胞之间重叠仅约 百分之50。研究人员发现一些黑色素瘤肽类标志物能通过一种剪接过程来产生，在剪接过程中，蛋白质首先会被切割成为小片段肽类，随后两个片段会被粘贴在一起形成一种“拼接肽”（spliced peptide），通过识别具体的剪接肽类，其就能够在体外进行合成，随后输注到患者体内诱发免疫系统来识别并靶向作用特殊的肿瘤。结果大约 百分之6-8 的肽被鉴定为顺式拼接肽，即2213 个肽段（1827 个线性肽，386 个顺式拼接肽）来源于已知的黑色素瘤相关抗原。而这些顺式拼接肽被认为是诱导治疗性免疫反应潜在的候选者。

 

 

图3 黑色素瘤特异性抗原中鉴定的线性肽和拼接肽

 

 

案例四:乳制品相关研究

Peptidome comparison following gastrointestinal digesta of bovine versus caprine milk serum

发表期刊：Food Research International  

发表时间：2020.03

乳清蛋白以纯度高、吸收率高、氨基酸组成合理等诸多优势被称为“蛋白王”。尽管以牛乳为基础的婴儿配方奶粉在市面上占据主要地位，但以羊乳为基础的婴儿配方奶粉因其低致敏性和高消化性而受到很大的关注。本文通过体外模拟婴幼儿消化试验，利用多肽组学技术比较牛、羊乳清蛋白消化后的释放多肽情况。两个物种中共鉴定到5676种多肽，牛、羊乳清中分别鉴定到2402和3698种多肽。且这两个物种胃消化物中的多肽数量均多于肠消化物。除了多肽的释放情况，二者的乳清蛋白消化速率也存在差异：随着消化时间的延长，两个物种的样品水解度均显著增加，但羊乳清的水解度显著高于牛乳清。牛和山羊物种之间乳清蛋白消化率的差异可用于更好地了解这两个物种之间的差异。

 

 

 

图4 消化前后牛、羊乳清中鉴定的多肽韦恩图

 

 

随着质谱技术的飞速发展，蛋白质组学毫无疑问是基因组后时代的领导技术，而基于质谱法的多肽组学则有着巨大的潜力。

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