根据大肠杆菌(Escherichia coli)自身的结构特征,科研人员在挑选模式生物的时候会把大肠杆菌作为第一选择。在进入21世纪以后,科研人员基于大分子质谱的蛋白质组学在新技术协助下飞速发展,对大肠杆菌蛋白质表达谱、翻译后修饰谱等展开了大量研究,如外界环境刺激对蛋白质的稳定性、蛋白质(非N端)的翻译后修饰的影响等,但较少有对大肠杆菌蛋白质原始N端及其翻译后修饰进行系统性解析。基于此本项目首次对大肠杆菌蛋白质的N端肽段进行富集和质谱分析,研究了不同浓度糖营养环境下大肠杆菌蛋白质N端的差异。在本项目中,我们结合SILAC定量分析技术和蛋白N端特异性富集的TAILS(Terminal amine isotopic labeling of substrates)技术完成在不同糖浓度培养基培养的大肠杆菌蛋白质N端肽段的富集,对不同营养环境培养条件下大肠杆菌体内表达的蛋白质及蛋白质N端序列(包括翻译后修饰等)进行定性和定量分析,系统地分析了不同葡萄糖浓度环境下培养的大肠杆菌体内蛋白质表达的差异及蛋白质的功能和通路富集研究。进一步阐述了不同葡萄糖环境下培养大肠杆菌的蛋白质N端序列及其蛋白质N端的翻译后修饰类型特征及差异分析。最终,本项目定量到1573个蛋白,其功能与大肠杆菌嘌呤核苷生物合成、IMP生物合成和蛋白修复等功能密切相关。另外,本项目共鉴定到105个乙酰化修饰的蛋白质N端肽段,其中多个蛋白的N端乙酰化修饰为首次发现,并且发现在高糖条件下蛋白质N端的乙酰化修饰水平显著升高。最后通过蛋白纯化及体外酶学实验,发现并验证了大肠杆菌体内蛋白质N端乙酰转移酶的新底物。本项目首次将SILAC技术与TAILS技术相结合运用到大肠杆菌蛋白质N端的研究,并对富集的N端肽段进行系统性的鉴定和定量分析。为大肠杆菌蛋白质N端的研究提供了数据参考,拓展了对大肠杆菌体内蛋白质N端乙酰转移酶的底物的认知,为深入揭示蛋白质及蛋白质N端(包括翻译后修饰)在大肠杆菌生命活动中蛋白质分子水平的精细调控机制提供了依据和数据资源。