-
Thông tin E-mail
yang.chen4@thermofisher.com
-
Điện thoại
13386161207
-
Địa chỉ
xinjinqiao
Về chúng tôi
Thermo Fisher Scientific (China) Co., Ltd
Proteomics phosphoryl hóa cực sâu để đánh giá chọn lọc các chất ức chế protein kinase
Ngày:2025-08-26Đọc:0
Protein phosphoryl hóa là một hình thức biến đổi sau phiên dịch phổ biến của các tế bào nhân chuẩn và đóng một vai trò quan trọng trong việc truyền tín hiệu tế bào, các quá trình tế bào và điều chỉnh chức năng protein. Protein phosphoryl hóa là sự chuyển giao của adenosine triphosphate (ATP) nhóm phosphate cuối vào dư lượng serine, threonine và tyrosine của protein cơ bản thông qua protein kinase. Đột biến gen hoặc biểu hiện bất thường của protein kinase gây kích hoạt quá mức kinase, có thể gây ung thư và các bệnh khác. Do đó, protein kinase đã trở thành một trong những mục tiêu quan trọng nhất của thuốc chống ung thư. Hơn 80 chất ức chế kinase (PKI) đã được phê duyệt trên toàn thế giới và khoảng 180 loại PKI đang được thử nghiệm lâm sàng. Tuy nhiên, nghiên cứu và phát triển thuốc PKI phải đối mặt với nhiều thách thức, đặc biệt là chọn lọc mục tiêu và độc tính không nhắm mục tiêu. Hiện tại, việc đánh giá chọn lọc PKI chủ yếu dựa vào hàng trăm protein kinase tinh khiết nhân bản, hoặc các dòng tế bào của kinase mục tiêu biến đổi gen biểu hiện cao. kinase tinh khiết tách ra khỏi môi trường tế bào và không thể phản ánh đúng sự chọn lọc của PKI trong tế bào; Và thử nghiệm cho các tế bào biến đổi gen chỉ giới hạn ở các kinase mục tiêu đặt trước. Để đối phó với vấn đề này, Kang Jingwu Đề tài Group, một phòng thí nghiệm trọng điểm quốc gia về quy định phân tử nhỏ tại Viện Hóa học hữu cơ Thượng Hải thuộc Học viện Khoa học Trung Quốc, đã phát triển một phương pháp proteomics phosphoryl hóa cực sâu để đạt được đánh giá toàn diện về tính chọn lọc PKI ở cấp độ tế bào và lớp proteomics.
Sự phosphoryl hóa protein có đặc điểm rất năng động và ít phong phú (nhóm protein phosphoryl hóa chỉ chiếm 0,1% tổng số nhóm protein, trong khi protein tyrosine phosphoryl hóa chỉ chiếm 0,1-1% nhóm protein phosphoryl hóa), do đó, làm giàu phân đoạn peptide phosphoryl hóa trở thành một bước quan trọng trong phân tích phổ khối. Để đo lường chính xác các sự kiện phosphoryl hóa do PKI gây ra, dựa trên loạt công nghệ cột sắc ký ái lực tổng thể thu nhỏ mà họ đã phát triển (Anal Chem 2020, 92, 3913-3922, J Proteome Res 2023, 22, 2450-2459, Anal Chem. 2023, 95, 8605-8612), một chiến lược đã được đề xuất để tích hợp ba vật liệu làm giàu phân đoạn phosphoryl hóa bổ sung có chọn lọc, cho phép phủ sóng toàn bộ chiều sâu và phân tích định lượng không thiên vị của phân đoạn phosphoryl hóa (Hình 1).
Hình 1. Sơ đồ quá trình phân tích nhóm protein phosphoryl hóa siêu sâu và hồ sơ dữ liệu phân tích nhóm protein phosphoryl hóa (nhấp vào để xem hình ảnh lớn hơn)
Sử dụng zebutinib làm mô hình, trong dữ liệu thu thập phổ tính chất phụ thuộc dữ liệu (DDA), mức độ phosphoryl hóa tăng đáng kể ở 25 vị trí phosphoryl hóa của 25 protein được phát hiện và mức độ phosphoryl hóa giảm đáng kể ở 72 vị trí phosphoryl hóa của 66 protein (trong đó tỷ lệ phosphoryl hóa tyrosine là 80,9%); Trong dữ liệu thu thập phổ tính chất không phụ thuộc dữ liệu (DIA), mức độ phosphoryl hóa tăng đáng kể ở 91 vị trí phosphoryl hóa với 80 protein được phát hiện và giảm đáng kể ở 167 protein (phần lớn là các vị trí phosphoryl hóa serine/threonine) (Hình 2).
Hình 2. Phân tích protein phosphoryl hóa cực sâu tiết lộ những thay đổi trong sự kiện phosphoryl hóa tế bào lympho tế bào B gây ra bởi zebutinib (nhấp vào hình ảnh lớn hơn)
Hình 3. Protein kinase ức chế hoặc kích hoạt bởi zebutinib và các quá trình tế bào mà nó tham gia
(Click để xem ảnh lớn)
Phân tích làm giàu tin sinh học cho thấy ngoài việc ức chế các con đường tín hiệu BCR và FcR, zebutinib điều chỉnh các con đường tín hiệu như apoptosis tế bào B, EGFR, ERBB, RPTK, cũng như thác MAPK (Hình 3). Điều thú vị là nghiên cứu của họ phát hiện ra rằng zebutinib không chỉ ức chế BTK và một số con đường tín hiệu quan trọng ở hạ lưu của nó, mà còn điều chỉnh mức độ phosphoryl hóa của protein RAF1, CBI và PTPN11, do đó kích hoạt quy định phản hồi tiêu cực của con đường tín hiệu BCR qua trung gian ERK1/2 MAPK, chặn sự truyền tín hiệu ở thượng nguồn của con đường tín hiệu BCR. Chiến lược phosphoryl hóa proteomics siêu sâu mà họ đã phát triển có khả năng thu được thông tin phong phú hơn về mục tiêu hoạt động (hoặc sai mục tiêu) ở cấp độ tế bào sống so với mục tiêu của zebutinib được báo cáo trong tài liệu. Cơ chế hoạt động của zebutinib có thể được tiết lộ toàn cảnh bằng cách lập bản đồ các sự kiện phosphoryl hóa vào các con đường tín hiệu tế bào (Hình 4).
Hình 4. Cơ chế dược lý phân tử có thể có của zebutinib được tiết lộ thông qua proteomics phosphoryl hóa cực sâu (nhấp vào hình ảnh lớn)
Tóm lại, phân tích proteomics phosphoryl hóa cực sâu không chỉ cho phép đánh giá đầy đủ về tính chọn lọc của các chất ức chế protein kinase ở cấp độ tế bào với thông lượng cao, độ nhạy cao và độ tin cậy cao, mà còn tiết lộ cơ chế hoạt động tinh tế hơn của PKI bằng cách phân tích phản ứng thác phosphoryl hóa do thuốc gây ra. Ngoài ra, kỹ thuật này có thể được sử dụng rộng rãi trong nghiên cứu truyền tín hiệu trong sinh học tế bào. Zhang Yue, một nghiên cứu sinh tiến sĩ tại Viện Hóa học hữu cơ Thượng Hải, Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, là tác giả đầu tiên của luận án, và Nghiên cứu viên Kang Jingwu, một sinh vật tại Viện Hóa học hữu cơ Thượng Hải, Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc và Nghiên cứu viên Hau Peiliang, một nền tảng phân tích tổ hợp học tại Đại học Khoa học và Công nghệ Thượng Hải, là đồng tác giả. Cảm ơn Seimerfly Technology Co., Ltd. đã giúp đỡ với Astral Analytics. Công tác này đã nhận được sự tài trợ của Ủy ban Cơ sở Khoa học Tự nhiên Quốc gia, Viện Khoa học Trung Quốc và Ủy ban Khoa học thành phố Thượng Hải.