The study of protein glycosylation has lagged far behind the progress of current proteomics because of the enormous complexity, wide dynamic range distribution and low stoichiometric modification of glycoprotein. Solid phase extraction of tryptic N-glycopeptides by hydrazide chemistry is becoming a popular protocol for the analysis of N-glycoproteome. However, in silico digestion of proteins in human proteome database by trypsin indicates that a significant percentage of tryptic N-glycopeptides is not in the preferred detection mass range of shotgun proteomics approach, that is, from 800 to 3500 Da. And the quite big size of glycan groups may block trypsin to access the K, R residues near N-glycosites for digestion, which will result in generation of big glycopeptides. Thus many N-glycosites could not be localized if only trypsin was used to digest proteins. Herein, we describe a comprehensive way to analyze the N-glycoproteome of human liver tissue by combination of hydrazide chemistry method and multiple enzyme digestion. The lysate of human liver tissue was digested with three proteases, that is, trypsin, pepsin and thermolysin, with different specificities, separately. Use of trypsin alone resulted in identification of 622 N-glycosites, while using pepsin and thermolysin resulted in identification of 317 additional N-glycosites. Among the 317 additional N-glycosites, 98 (30.9%) could not be identified by trypsin in theory because the corresponding in silico tryptic peptides are either too small or too big to detect in mass spectrometer. This study clearly demonstrated that the coverage of N-glycosites could be significantly increased due to the adoption of multiple enzyme digestion. A total number of 939 N-glycosites were identified confidently, covering 523 noredundant glycoproteins from human liver tissue, which leads to the establishment of the largest data set of glycoproteome from human liver up to now.

Triacylglycerols are among the most attractive alternative raw materials for biofuel development. Current oil plant-based technologies are limited in terms of triacylglycerol production capacity and rate. These limitations may be circumvented by biotransformation of carbohydrates into lipids; however, our understanding of microbial oleaginicity remains limited. Here we present the results of a multi-omic analysis of Rhodosporidium toruloides, a robust triacylglycerol-producing fungus. The assembly of genome and transcriptome sequencing data reveals a genome of 20.2 Mb containing 8,171 protein-coding genes, the majority of which have multiple introns. Genes including a novel fatty acid synthase are predicted to participate in metabolic pathways absent in non-oleaginous yeasts. Transcriptomic and proteomic data suggest that lipid accumulation under nitrogen-limited conditions correlates with the induction of lipogenesis, nitrogenous compound recycling, macromolecule metabolism and autophagy. The multi-omic map of R. toruloides therefore provides a valuable resource for efforts to rationally engineer lipid-production pathways. The ability of oleaginous fungi to produce lipids for biofuels remains untapped, in part due to a lack of genetic information required to engineer industrial strains. Zhuet al. present the genome of R. toruloides, and identify transcriptomic and proteomic changes associated with lipid production.

While tremendous progress has been made in chemical proteomics for identifying protein-ligand interactions, it remains challenging for proteome-wide identification of ligand-binding regions without modifying the ligands. Here, we discovered that "disruptive trypsinization" amplifies the readout of ligand-induced protein local stability shifts, and explored this notion in developing "peptide-centric local stability assay" (PELSA), a modification-free approach which achieves unprecedented sensitivity in proteome-wide target identification and binding-region determination. We demonstrate the versatility of PELSA by investigating the interactions across various biological contexts including drug-target interactions, metabolism, epitope mapping, metal proteomics, and post-translational modification recognition. A PELSA study of the oncometabolite R2HG revealed functional insights about its targets and pathogenic processes in both cancer and immune cells. Thus, beyond offering users unprecedented sensitivity for characterizing diverse target-ligand interactions, PELSA supports informative screening and hypothesis generation studies throughout life science.

Abstract High‐throughput drug discovery is highly dependent on the targets available to accelerate the process of candidate screening. Unbiased drug target identification is of crucial importance to reveal the mechanisms of protein–drug interactions. In recent years, energetics‐based protein conformation methods have become an alternative strategy for protein target discovery of bioactive drugs. In this study, we present a novel tannin protein precipitation method (TAP) for identifying target proteins of small molecules using the effect on protein solubility of tannin. The feasibility of this method was validated using a drug model of methotrexate. It was found that the known target DHFR yields a significant solubility shift. This method was further investigated with Annexin A2, the target protein of protopanaxadiol (PPD)‐S by western blot, and by screening potential target proteins of PPD‐S in K562 cells by quantitative proteomics. Finally, the TAP method was employed to differentiate the target proteins of pair chiral molecules PPD‐S and PPD‐R, which can bring up novel insights into the mechanism of drug–protein interactions. This study not only provides an effective tool for drug research and development but also offers new ideas for understanding the mechanism of action of natural chiral bioactive compounds.

Chemoresistance is a main reason for treatment failure in patients with nasopharyngeal carcinoma, but the exact regulatory mechanism underlying chemoresistance in nasopharyngeal carcinoma remains to be elucidated. Here, we identify PJA1 as a key E3 ubiquitin ligase involved in nasopharyngeal carcinoma chemoresistance that is highly expressed in nasopharyngeal carcinoma patients with nonresponse to docetaxel-cisplatin-5-fluorouracil induction chemotherapy. We find that PJA1 facilitates docetaxel resistance by inhibiting GSDME-mediated pyroptosis in nasopharyngeal carcinoma cells. Mechanistically, PJA1 promotes the degradation of the mitochondrial protein PGAM5 by increasing its K48-linked ubiquitination at K88, which further facilitates DRP1 phosphorylation at S637 and reduced mitochondrial reactive oxygen species production, resulting in suppression of GSDME-mediated pyroptosis and the antitumour immune response. PGAM5 knockdown fully restores the docetaxel sensitization effect of PJA1 knockdown. Moreover, pharmacological targeting of PJA1 with the small molecule inhibitor RTA402 enhances the docetaxel sensitivity of nasopharyngeal carcinoma in vitro and in vivo. Clinically, high PJA1 expression indicates inferior survival and poor clinical efficacy of TPF IC in nasopharyngeal carcinoma patients. Our study emphasizes the essential role of E3 ligases in regulating chemoresistance and provides therapeutic strategies for nasopharyngeal carcinoma based on targeting the ubiquitin-proteasome system.

As vastly modified on secreted proteins, N-glycosylation is found on milk proteins and undergo dynamic changes during lactation, characterizing milk protein glycosylation would benefit the elucidation of glycosylation pattern differences between samples. However, their low abundance required specific enrichment. Herein, through rational design and controllable synthesis, we developed a novel multi-functional polymer for the isolation of protein glycosylation. It efficiently separated glycopeptides from complex background inferences with mutual efforts of hydrophilic interaction chromatography (HILIC), metal ion affinity and ion exchange. By fine-tuning Ca