Исследователи из Ливерпульского университета совершили крупный прорыв в области передачи клеточных сигналов.
У людей передача сигналов в клетках обычно регулирует рост и восстановление клеток. Однако аномальная передача сигналов клетками способствует возникновению многих заболеваний, включая рак и нейродегенерацию. Следовательно, идентификация специфических белков, которые контролируют клеточную передачу сигналов в здоровых и болезненных состояниях, может помочь ускорить открытие биомаркеров заболеваний и мишеней для лекарств.
Используя новый аналитический рабочий процесс, включающий масс-спектрометрию, группа сотрудников кафедры биохимии университета под руководством профессора Клэр Эйерс показала, что феномен модификации белков (фосфорилирование) в передаче сигналов клетками гораздо более разнообразен и сложен, чем считалось ранее.. Это исследование, опубликованное в журнале The EMBO Journal, открывает совершенно новую область для исследований биологических и клинических исследователей.
Фосфорилирование белков, которое включает добавление фосфатных групп к белкам, является ключевым регулятором функции белков, и определение сайт-специфического фосфорилирования необходимо для понимания основной биологии и биологии болезней. У позвоночных исследования в основном были сосредоточены на фосфорилировании аминокислот серина, треонина и тирозина. Однако все больше данных свидетельствует о том, что фосфорилирование других «неканонических» аминокислот также регулирует важные аспекты клеточной биологии.
К сожалению, стандартные методы характеристики фосфорилирования белков в значительной степени непригодны для анализа этих новых типов неканонического фосфорилирования. Следовательно, полная картина фосфорилирования белков человека до сих пор оставалась неизученной.
В этом исследовании сообщается о новой стратегии обогащения фосфопептидов, которая позволяет идентифицировать сайты фосфорилирования гистидина, аргинина, лизина, аспартата, глутамата и цистеина на белках человека с помощью фосфопротеомики на основе масс-спектрометрии.
Примечательно, что исследователи обнаружили, что количество уникальных «неканонических» сайтов фосфорилирования составляет примерно одну треть от количества сайтов фосфорилирования, наблюдаемых в более хорошо изученных остатках серина, треонина и тирозина.
Ведущий исследователь профессор Клэр Эйерс, директор Центра исследований протеома в Институте интегративной биологии, сказала: «Новые неканонические сайты фосфорилирования, о которых сообщается в этом ресурсе, скорее всего, представляют собой лишь верхушку айсберга; определение разнообразия ландшафта фосфорилирования, вероятно, существующего у позвоночных и беспозвоночных организмов, является важной задачей на будущее.
«Разнообразие и распространенность множества неканонических сайтов фосфорилирования поднимает вопрос о том, какой вклад они вносят в глобальную клеточную биологию и могут ли они представлять собой биомаркеры, мишени для лекарств или антимишени в сигнальных сетях, связанных с заболеванием.
"Разработанный нами аналитический рабочий процесс, основанный на масс-спектрометрии, позволит ученым со всего мира определять и понимать регулируемые изменения в этих новых типах модификаций белка с высокой пропускной способностью, которые, как мы продемонстрировали, широко распространены. в клетках человека."