研究人員利用質(zhì)譜大規(guī)模分析蛋白質(zhì)中的精氨酸甲基化

蛋白質(zhì)中精氨酸氨基酸殘基的甲基化(即甲基的添加)是由9個稱為蛋白質(zhì)精氨酸甲基轉(zhuǎn)移酶(PRMT)的酶家族催化的翻譯后修飾(PTM)。

由于PRMTs在幾種基本生理過程中的作用及其對包括癌癥和神經(jīng)系統(tǒng)疾病在內(nèi)的各種疾病的影響，它越來越受到科學(xué)界的關(guān)注。PRMT1的丟失在發(fā)育早期是致命的，但在不同類型的腫瘤中經(jīng)常觀察到其表達，并且與患者的不良預(yù)后有關(guān)，這表明抑制prmt1可能代表了腫瘤學(xué)中的有效治療。此外，PTM水平在不同的腫瘤類型中受到調(diào)節(jié)，并且DNA相關(guān)蛋白(組蛋白)的PTM局部和全局變化與肌萎縮側(cè)索硬化有關(guān)。由于大量科學(xué)證據(jù)表明其在細胞病理生理中的作用，一些PRMT抑制劑被設(shè)計和開發(fā)為潛在的新藥。例如，一種有效且可逆的I型PRMT抑制劑已被證明在人類癌癥模型中具有抗腫瘤作用，一些分子候選藥物已進入實體瘤和淋巴瘤的臨床試驗。

歐洲癌癥研究所負責(zé)人Tiziana Bonaldi博士說：“雖然最早描述于1968年，但近30年來，人們對蛋白質(zhì)精氨酸甲基化的程度、對蛋白質(zhì)活性的影響及其影響知之甚少。生物學(xué)功能：1996年發(fā)現(xiàn)了第一個能催化精氨酸甲基化的PRMT，隨后又發(fā)現(xiàn)了9個具有相同功能的蛋白質(zhì)。然而，低效的分析方法極大地限制了對其生物學(xué)功能的全面了解。光譜學(xué)已經(jīng)成為研究模型系統(tǒng)中蛋白質(zhì)中精氨酸甲基化程度，確定PRMT靶點的理想分析策略，從而為該領(lǐng)域提供了豐富的知識?！?

在《Current ProteinPeptide Science》雜志上發(fā)表的一篇文章中，Bonaldi博士和他的同事總結(jié)了最先進的精氨酸甲基蛋白組學(xué)，并描述了由此產(chǎn)生的創(chuàng)新——從第一次描述Mathias Mann集團開始。優(yōu)質(zhì)2004優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)組——最新研究分析了數(shù)百個細胞蛋白質(zhì)上的蛋白質(zhì)甲基化事件。在整個綜述過程中，作者描述了質(zhì)譜數(shù)據(jù)分析或精氨酸甲基化位點鑒定的生化方法和計算方法的實現(xiàn)方法，并討論了最常用策略的優(yōu)缺點。

此外，還討論了蛋白質(zhì)-精氨酸甲基化分析的相關(guān)問題，如從質(zhì)譜裂解譜中區(qū)分對稱和不對稱精氨酸-二甲基甲基化?！斑@兩種修飾具有相同的質(zhì)量，但它們由不同的PRMT催化，并且具有明顯不同的生物學(xué)結(jié)果，”Bonaldi解釋道。“事實上，即使例如它們都在轉(zhuǎn)錄調(diào)控中發(fā)揮作用，盡管不對稱甲基化是活躍的，但對稱甲基化具有抑制作用。因此，能夠區(qū)分這兩個過程非常重要。”

最后，主要重點是重甲基SILAC的策略，它是更傳統(tǒng)的SILAC(細胞培養(yǎng)中用氨基酸進行穩(wěn)定同位素標(biāo)記)的變體?！爸丶谆鵖ILAC的策略旨在提高通過質(zhì)譜在體內(nèi)鑒定精氨酸甲基肽的信心，”-Bonaldi繼續(xù)說道，“最近開發(fā)的定制化處理重甲基的臨時算法將促進這種方法的使用。SILAC數(shù)據(jù)集，如MethylQuant和hmSEEKER?！?

重要的是，作者得出的結(jié)論是，目前可用的分析方法的優(yōu)化及其系統(tǒng)應(yīng)用將在蛋白質(zhì)生物過程甲基化的未來研究中發(fā)揮關(guān)鍵作用，為相關(guān)細胞生物學(xué)過程提供重要見解，并可能提供潛在的新方法。臨床環(huán)境的發(fā)展目標(biāo)。

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