医学前沿创新研究中心趣味科普7：健康人的尿液中为什么会有蛋白质?

兰大一院医学前沿创新研究中心

导读

       蛋白质是人所必需的营养物质，也是行使生命活动的最基本单位，其重要地位不言而喻。排尿是人体排除体内代谢废物重要的途径之一。当身体出现炎症或是肾脏相关疾病时，尿液中蛋白质的含量就会增加。健康人尿液中虽然蛋白质总量较低，但种类却异常丰富，目前已知在正常人尿液中可以鉴定到6000余种不同的蛋白质，那么，为什么会有一小部分蛋白质通过尿液被排掉？

       相比小分子代谢物而言，蛋白质的结构复杂、功能多样。蛋白质的分子修饰可通过修饰蛋白质链中氨基酸残基上的现有基团或引入新的基团来实现，像蛋白质链中半胱氨酸残基之间形成的二硫键也是一种分子修饰类型，经过分子修饰的蛋白质还可以更客观地反映生命的各种生理和病理过程，如蛋白质的羰基化修饰会使蛋白质降解并导致蛋白质聚集体的形成。同时，特定的氨基酸修饰可用作生物标志物对健康进行诊断，如指示氧化损伤的生物标记等。蛋白质分子修饰水平上的一点改变就会对整个蛋白质的结构与功能产生重要影响。通过全面地比较血浆和尿液蛋白质组分子水平修饰上的差异，或许可为解释尿液中存在蛋白质的现象提供线索，或许其中存在的蛋白质可能是机体不需要的废弃物，也可能是会对机体产生毒害作用而必须被排出。

       带着这个假设，北京师范大学的高友鹤教授团队对此进行了验证。在这项研究中，共收集了9例健康人的尿液和9例健康人的血浆样品，通过高分辨串联质谱及非标记定量的蛋白质组学技术对样本进行分析，并使用pFind非限制性修饰鉴定算法整体比较了两种类型样品之间的分子修饰差异情况。结果表明，尿液蛋白质组中的半胱氨酸修饰变为脱氢丙氨酸的数量显著高于血浆。[Cys→Dha]这种分子修饰破坏了原有蛋白质的二硫键，从而影响甚至改变蛋白质的结构与生物功能。揭示了血浆和尿液在整体蛋白质组修饰上的差异，并指出可能由于蛋白质分子修饰的差异造成了其结构不可逆的改变，进而使得失去功能或者有毒的蛋白质经血液被排进尿液中。