Профилирование протеома и фосфопротеома раскрывает механизм регуляции спячки у пресноводной пиявки (Whitmania pigra)

Hibernation is an energy-saving and adaptive strategy adopted by leech, an important medicinal resource in Asia, to survive low temperature. Reversible protein phosphorylation (RPP) plays a key role in the regulation of mammalian hibernation processes but has never been documented in freshwater invertebrate such as leech. In this study, we detected the effects of hibernation on the proteome and phosphoproteome of the leech Whitmania pigra. A total of 2184 proteins and 2598 sites were quantified. Deep-hibernation resulted in 85 up-regulated and 107 down-regulated proteins and 318 up-regulated and 204 down-regulated phosphosites using a 1.5-fold threshold (P<0.05). Proteins involved in protein digestion and absorption, amino acid metabolism and N-glycan biosynthesis were significantly down-regulated during deep-hibernation. However, proteins involved in maintaining cell structure stability in hibernating animals were up-regulated. Differentially phosphorylated proteins provided the first global picture of a shift in energy metabolism, protein synthesis, cytoprotection and signaling during deep hibernation. Furthermore, AMP-activated protein kinase and protein kinase C play major roles in the regulation of these functional processes. These data significantly improve our understanding of the regulatory mechanisms of leech hibernation processes and provides substantial candidate phosphorylated proteins that could be important for functionally adapt in freshwater animals. SIGNIFICANCE: The leech Whitmania pigra as an important medicinal resource in Asia is an excellent model freshwater invertebrate for studies of environmentally-induced hibernation. The present study provides the first quantitative proteomics and phosphoproteomic analysis of leech hibernation using isobaric tag based TMT labeling and high-resolution mass spectrometry. These data significantly improve our understanding of the regulatory mechanisms when ectotherm animals face environmental stress and provides substantial candidate phosphorylated proteins that could be important for functionally adapt in freshwater animals.

Аннотация взята из PubMed (NCBI) для цитируемой записи и приводится на языке оригинала. Авторитетной является версия в исходной публикации.

Аннотация оставлена без перевода, чтобы сохранить собственные формулировки авторов.

Изучено влияние глубокой спячки на протеом и фосфопротеом пресноводной пиявки Whitmania pigra: количественно охарактеризованы 2184 белка и 2598 сайтов фосфорилирования. При пороге 1,5-кратного изменения (p < 0,05) спячка сопровождалась регуляцией 85 белков в сторону повышения и 107 в сторону снижения, а также 318 и 204 фосфосайтов соответственно. Белки пищеварения и всасывания, метаболизма аминокислот и биосинтеза N-гликанов были подавлены, а белки, поддерживающие стабильность клеточной структуры, усилены. Ключевую роль в регуляции этих процессов играют AMP-активируемая протеинкиназа и протеинкиназа C.

Узнайте, как это исследование связано с клинической практикой

Другие рецензируемые исследования в разделе «Геномика и протеомика».

• Leech Salivary Proteome and Transcriptome: 434 Deduced Protein Sequences — Liu Z, Tong X, Su Y, et al. (2019)
• Medicinal Leech Draft Genome — Anticoagulant Gene Survey — Kvist S, Manzano-Marín A, de Carle D, Trontelj P, Siddall ME (2020)
• Лечение пиявками (Hirudo medicinalis) ослабляет повреждения яичка, вызванные ишемией/реперфузией яичка, на экспериментальной модели у животных — Davoodi F et al. (2021)
• Новый антикоагулянтный белок из медицинской пиявки — Manuvera V et al. (2024)
• AIF-1 и RNASET2 играют комплементарные роли во врождённом иммунном ответе медицинской пиявки — Baranzini N et al. (2019)
• Антимикробные пептиды медицинской пиявки, не обладающие токсичностью, — перспективная альтернативная стратегия борьбы с патогенами, устойчивыми к антибиотикам — Grafskaia E et al. (2019)
• Структурные основы тромболитической активности дестабилазы медицинской пиявки — Marin E et al. (2023)
• Геном медицинской пиявки (Whitmania pigra) и сравнительное геномное исследование для поиска биологически активных веществ — Tong L et al. (2022)
• ЦНС медицинской пиявки как модель изучения экзосом во взаимодействии между микроглией и нейронами — Raffo-Romero A et al. (2018)
• Транскриптомное профилирование и первый анализ пространственной экспрессии генов-кандидатов в слюнной железе восточноазиатской медицинской пиявки Hirudo nipponia — Kim J et al. (2024)

Все исследования, проанализированные ASH →