基于质谱技术的多肽组学可以用来研究生物体内的小分子多肽。多肽组学方法在发现生物标志物、蛋白酶和肽酶底物及调控蛋白水解过程中具有重要意义。细胞凋亡是由基因调控的高度有序的细胞程序性死亡过程,对多细胞生物的发育和维持自身平衡至关重要。活性氧是细胞凋亡的重要调控者,但其诱导细胞凋亡的信号通路尚未完全阐述。迄今为止,Yca1p是酵母中发现的唯一类似哺乳动物caspase蛋白的同源物。YCA1在调控酵母细胞凋亡中具有的重要作用已经被证实,但其分子机制还有待进一步研究。为了进一步研究活性氧（ROS）和YCA1在细胞凋亡中的机理,本实验以野生型酿酒酵母BY4741和突变株Δyca1为实验材料,选用过氧化氢（H₂O₂）作为氧化压力,用不同浓度H₂O₂分别处理野生型酿酒酵母细胞BY4741和突变株Δyca1,菌落计数法和Annexin V/PI双染法分别检测酵母的存活率和凋亡率,并采用定量多肽组学的方法检测凋亡过程中细胞内多肽的变化,以期发现YCA1在凋亡过程中的分子机制。实验结果如下:1.菌落计数法和Annexin V-FITC/PI双染法检测结果显示,当用不同浓度的过氧化氢处理野生型酿酒酵母BY4741和突变株Δyca1时,随着浓度的增加,存活率均不断地下降,凋亡率均不断地增加。且野生型BY4741存活率均低于突变株Δyca1,凋亡率均高于突变株Δyca1。2.用2 mM H₂O₂处理野生型BY4741,检测到912条多肽,有262条肽发生显著变化,归属于121个蛋白前体。检测到的差异表达肽有48%位于前体蛋白的N或C端。有5种前体蛋白能够产生6条以上的肽,分别是甘油醛-3-磷酸脱氢酶3、磷酸甘油酸激酶、果糖-二磷酸醛缩酶、60S酸性核糖体蛋白P1-α、热休克蛋白60。来自于这5种蛋白产生的肽既有上调的,也有下调的。3.用2 mM H₂O₂处理突变株Δyca1,总共鉴定出490条多肽,有170条肽发生显著变化,归属于87个蛋白前体。其中两条上调的肽gQDDLGkGDTEES、tPGAATIkPTVE分别来自于超氧化物歧化酶[Cu-Zn]、过氧化物酶TSA1。50%差异表达肽位于前体蛋白的N或C端。绝大多数的肽来源于未表征的蛋白质YNL208W、磷酸甘油酸激酶、延伸因子1-α、辅助伴侣蛋白SBA-1。4.通过比较2 mM H₂O₂处理野生型酿酒酵母BY4741和突变株Δyca1后的多肽,发现有300条相同的肽,有182条肽发生变化,其中在两种菌株均发生变化的有42条肽,只在在野生型BY4741发生显著变化的有45条肽,只在突变株Δyca1中发生显著变化的有95条肽。5.从多肽水平进一步证明GAPDH是YCA1的特异性酶切底物,STM1有可能也是YCA1的酶切底物。本研究利用定量多肽组学的方法研究细胞凋亡的机理及YCA1的作用,这是首次从多肽水平研究凋亡的分子机制。本研究在凋亡过程中发现很多差异表达的肽,这些肽在细胞凋亡中可能发挥着某些作用,需要下一步的功能验证。