脂质代谢是在细胞细胞器之间高度划分的，这些细胞器动态地调整其组成和相互作用以应对代谢挑战。在此，我们研究在非酒精性脂肪肝(NAFLD)中观察到的由饮食引起的肝脏脂质积累如何影响体内的蛋白定位、细胞器组织和蛋白磷酸化。我们开发一个质量光谱工作流对蛋白质和此处则相关性分析监控水平和细胞分布∼6000肝脂肪变性蛋白质和∼16000此处则在发展。一些细胞器接触点蛋白是针对脂肪肝中的脂滴(LDs)的，它们是调节脂质代谢的细胞器的纽带。分泌通路的蛋白显著地重新分布，包括COPI复合物的错误定位和LDs高尔基体的隔离。这与肝蛋白分泌减少有关。我们对亚细胞重组和器官特异性磷酸化的系统体内分析揭示了营养超载如何导致器官重组和细胞功能障碍。

脂质代谢涉及许多功能独特的细胞器，它们为其不同的生化反应提供了独立的隔间。这些区域是高度动态的结构，它们改变了它们的组成和相互作用，以适应环境的变化和代谢的挑战。例如，脂质摄取、合成、储存和降解涉及质膜、ER、线粒体、过氧化物酶体、溶酶体以及脂滴(LDs)。LDs是一种储存细胞器，在脂质代谢的核心起作用，介导许多代谢过程，包括中性脂质合成和动员。为了协调脂质代谢并促进底物通量，它们与ER形成膜桥，并与许多其他细胞器相互作用，如线粒体(Gao和Goodman, 2015)

， Wilfling et al.， 2013年

)。

LD在周围器官的积累和有毒脂质物质溢出是肥胖相关疾病的标志，如2型糖尿病或心血管疾病(Krahmer et al.， 2013a)

)。在肝脏中，脂质溢出导致各种病理，从轻度肝病到非酒精性脂肪性肝炎(NASH)的严重程度不等，可发展为肝功能衰竭(Cohen et al.， 2011)

)。尽管ER应激和线粒体功能障碍已经在脂肪肝中报道(Biddinger等人，2008)

)，目前还不清楚广泛的脂质积累如何影响蛋白质定位、细胞器结构和相互作用。具体来说，蛋白质组成是控制细胞器功能的关键因素，由不同的机制决定，如蛋白质-蛋白质相互作用或翻译后修饰(PTMs)，特别是磷酸化(Bauer et al.， 2015)

)。了解肝脏脂质积累如何影响细胞器蛋白组成及其PTM，对健康和疾病的代谢有广泛影响。

确定细胞器的组成、蛋白质定位以及蛋白质在细胞自然环境和病理条件下的磷酸化状态对传统的细胞生物学方法来说是一个挑战，尤其是在高通量的方式下，因为蛋白质定位很难在器官中评估。由于抗体的可用性，许多基于抗体的方法在大规模情况下是不切实际的，特别是那些允许在组织中进行免疫荧光或检测PTMs的方法。因此，许多研究使用了细胞系模型，但这些模型不一定反映了体内的情况，即细胞暴露在不同的刺激下，比如不同器官分泌到血液中的代谢激素。

在此，我们通过分析小鼠肝脏脂肪变性模型中蛋白质定位和磷酸化的变化，采用无偏倚的方法来解决脂质超载对细胞组织的影响。近年来，随着新技术的发展，有机蛋白质组学得到了长足的发展。例如，接近标记策略(如APEX)允许对难以纯化的细胞器(如LDs)进行蛋白质组学分析，使其完全同质化(Bersuker et al.， 2018)

)，而基于质谱(MS)的方法的亚细胞分离促进了细胞组织的全球分析。系统分析方法，如“蛋白相关分析”(PCP) (Andersen et al.， 2003)

福斯特等人，2006年

)，通过同位素标记定位细胞器蛋白(LOPIT)