蛋白质巯基亚硝基化修饰(S-nitrosation/S-nitrosylation)是指一氧化氮(NO)或其衍生物修饰蛋白质自由半胱氨酸巯基,生成亚硝基化巯基(S-nitrothiols),是信号分子NO行使其生物功能的重要方式。蛋白质巯基亚硝基化通过调控蛋白质活性、定位、稳定性、蛋白质-蛋白质相互作用及调控其他翻译后修饰等来调控蛋白质的功能及其相关信号通路,进而在生理病理过程中起作用。近年来越来越多的内源巯基亚硝基化蛋白质靶点被鉴定,巯基亚硝基化呈现“多靶点”特征。因此,研究生理病理过程中“多靶点”蛋白质巯基亚硝基化具有重要意义。为此,建立定量蛋白质巯基亚硝基化组学(S-nitrosoproteome)方法势在必行。　　 本论文建立了一种基于同位素标记的定量蛋白质巯基亚硝基化组学方法和一种非标记的半定量蛋白质巯基亚硝基化组学方法:　　 1.将定量蛋白质组学的ICAT策略(isotope-coded affinity tag method)与特异性检测蛋白质巯基亚硝基化的biotin switch方法相结合,建立了ICAT-switch的方法,并将ICAT-switch应用于2型糖尿病模型小鼠(KK-Ay)肝脏的巯基亚硝基化网络研究,发现了48个巯基亚硝基化蛋白质靶点,其中28个为首次发现。通过ICAT-switch方法还可以获得蛋白质巯基亚硝基化的位点信息和亚硝基化水平定量信息,与对照小鼠相比,KK-Ay小鼠肝脏中24个位点的巯基亚硝基化程度升高,13个位点的巯基亚硝基化程度降低。利用生物信息学和系统生物学的分析方法分析了糖尿病小鼠肝脏中的巯基亚硝基化蛋白质靶点:Gene Ontology富集分析表明巯基亚硝基化程度变化的蛋白质主要富集在氨基酸代谢过程；借助文字挖掘的方法,构建了2型糖尿病小鼠模型肝脏中的巯基亚硝基化蛋白质网络,通过对网络的分析,发现蛋白质巯基亚硝基化与2型糖尿病的一些间接联系。这是第一次检测疾病组织中蛋白质巯基亚硝基化修饰网络,该模式可以应用于其它疾病中蛋白质巯基亚硝基化修饰网络的研究。　　 2.“Spectral counting”是一种“无标记(Label-free)”的定量蛋白质组学策略,我们将该策略与特异的蛋白质巯基亚硝基化检测方法“irreversible biotinylationprocedures(IBP)”偶联,建立了S-nitrothiols spectral counting(SNOSC)的方法。通过基于线性回归的统计分析,以筛选两个样品之间巯基亚硝基化程度显著变化的蛋白质。我们使用该方法研究了RAW264.7细胞中由于GSNO处理而导致的外源性巯基亚硝基化程度升高的蛋白质和由于inducible nitric oxide gynthases(iNOS)被诱导而导致的内源性巯基亚硝基化程度升高的蛋白质,分别筛选到50个和18个巯基亚硝基化蛋白质靶点。　　 ICAT-switch基于同位素标记,具有明确的定量信息和巯基亚硝基化位点信息；SNOSC基于非标记,更加简便、通用性较好,通量比较高。两种方法互为补充,为研究生理病理过程中“多靶点”蛋白质巯基亚硝基化奠定了基础。