从初筛到验证!酪氨酸磷酸化修饰组学研究“快车道”
酪氨酸磷酸化修饰组学——研究“快车道”
蛋白质的酪氨酸磷酸化 (Tyrosine phosphorylation, pY) 对细胞信号转导起着重要的作用,其异常调节对癌症、脑部疾病、感染性疾病的发生发展密切相关[1]。因此多家知名药企开发了针对受体酪氨酸激酶的小分子抑制剂,成功投入临床应用,为疾病治疗提供了巨大帮助。如现象级电影《我不是药神》中的格列卫 (伊马替尼)就是通过抑制BCR-ABL酪氨酸激酶,使其下游底物蛋白不能发生磷酸化,从而抑制肿瘤细胞的增殖和诱导其凋亡[2,3]。
图1 酪氨酸激酶是重要的治疗靶点
为进一步推进pY生物学功能及致病机理的揭示,景杰生物基于自身自主研发的高特异性酪氨酸磷酸化修饰抗体,结合全新一代4D蛋白质组学技术,在数万例样本磷酸化修饰组学服务经验基础上进行优化开发,推出酪氨酸磷酸化修饰组学技术服务,能够为癌症发生发展机制、药靶筛选、激酶分析、免疫系统疾病、抗病原体免疫、神经疾病等领域的酪氨酸磷酸化修饰研[4-8]提供新的强大工具。
图2 酪氨酸磷酸化修饰研究示意图
pY修饰只占到所有蛋白磷酸化修饰的1-2%,运用IMAC富集的磷酸化修饰组学技术鉴定到的pY位点数量极少。景杰生物PTMab抗体平台独立开发的酪氨酸磷酸化修饰泛抗体 (PTM-702RM/树脂PTM -703),能够特异性富集样本中的酪氨酸磷酸化肽段,显著提高pY鉴定水平,极大的拓展对酪氨酸磷酸化修饰的认识。对小鼠脑组织样本的实测显示IMAC富集方法共鉴定到pY位点258个,pY泛抗体富集鉴定到1441个pY位点,鉴定深度为前者的5.58倍。
图3 抗体特异性富集pY显著提升鉴定深度
pY修饰组学技术表现出卓越的数据重复性和稳定性。生物学重复测试结果表明绝大部分pY位点在两个样本中都能被检测。相关性分析显示两个样本间的相关性系数pearson可达0.95。高度可信的数据,有助于我们挖掘出关键的修饰蛋白进行后续的验证和功能研究,为大规模样本 (如癌症临床大队列样本、多浓度多药物多样本等) 的酪氨酸磷酸化研究提供坚实的保障。
图6 生物学重复测试结果
图7 不同样本酪氨酸磷酸化修饰的WB初筛结果
PTM BIO
Tips
最后给大家分享一个小福利,可预测pY修饰位点的几个在线工具网站,这些网站都能实现对pY修饰位点的预测。如果在所研究的蛋白上,预测到修饰位点,大家可以挑选合适的样本去富集靶标蛋白,然后通过pY修饰组学去鉴定该蛋白上发生pY修饰的位点。
参考文献
1. Sofi G. Julien, et al. 2011, Inside the human cancer tyrosine phosphatome. Nat Rev Cancer.
2. Hochhaus A, et al. 2011, Impact of BCR-ABL mutations on patients with chronic myeloid leukemia. Cell Cycle.
3. Cohen P et al. 2021, Kinase drug discovery 20 years after imatinib: progress and future directions. Nat Rev Drug Discov.
4. Lundby A, et al. 2019, Oncogenic Mutations Rewire Signaling Pathways by Switching Protein Recruitment to Phosphotyrosine Sites. Cell.
5. Zhang Q, et al. 2019, ALK phosphorylates SMAD4 on tyrosine to disable TGF-β tumour suppressor functions. Nat Cell Biol.
6. Dittmann A ,et al. 2019, High-fat diet in a mouse insulin-resistant model induces widespread rewiring of the phosphotyrosine signaling network. Mol Syst Biol.
7. Liu S, et al. 2017, Lck/Hck/Fgr-Mediated Tyrosine Phosphorylation Negatively Regulates TBK1 to Restrain Innate Antiviral Responses. Cell Host Microbe.
8. Shi X ,et al. 2021, Disrupting phosphorylation of Tyr-1070 at GluN2B selectively produces resilience to depression-like behaviors. Cell Rep.
9. Kurmi K, et al, 2018, Tyrosine Phosphorylation of Mitochondrial Creatine Kinase 1 Enhances a Druggable Tumor Energy Shuttle Pathway. Cell Metab.