《Science | 大规模化学蛋白质组学加速配体的发现并预测配体在细胞中的行为》

  • 来源专题:战略生物资源
  • 编译者: 李康音
  • 发布时间:2024-04-29
  • 2024年4月26日,奥地利科学院分子医学研究中心等机构的研究人员在 Science 期刊发表了题为Large-scale chemoproteomics expedites ligand discovery and predicts ligand behavior in cells的文章。

    通过对蛋白质进行化学调节,可以从机理上了解生物学,这也是大多数疗法的基础。然而,尽管进行了数十年的研究,人类蛋白质组中仍有 80% 缺乏功能配体。化学蛋白质组学推动了细胞系统中基于片段的配体发现,但吞吐量的限制阻碍了片段与蛋白质相互作用的规模化鉴定。

    该研究报告了 407 种结构不同的小分子片段的全蛋白质组蛋白质结合倾向图。研究人员验证了已识别的相互作用可以推进到 E3 泛素连接酶、转运体和激酶的活性化学探针。通过整合机器学习二元分类器,研究人员进一步对片段在细胞中的行为做出了可解释的预测。由此产生的片段-蛋白质相互作用资源和预测模型将有助于阐明分子识别的原理,并加快迄今为止尚未药物化的蛋白质的配体发现工作。

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    • 编译者:李康音
    • 发布时间:2024-04-29
    • 2024年4月24日,美国Vividion Therapeutics的研究人员在Nature杂志发表了题为Chemoproteomic discovery of a covalent allosteric inhibitor of WRN helicase的文章。 WRN螺旋酶是治疗微卫星不稳定(MSI)癌症的一个前景广阔的靶点,因为它在解决错配修复机制失效的细胞中积累的有害非规范DNA结构方面发挥着至关重要的作用。目前还没有直接针对人类 DNA 或 RNA 螺旋酶的获批药物,部分原因是开发针对这类蛋白的强效选择性化合物具有挑战性。 该研究介绍了通过化学蛋白质组学发现的处于临床阶段的 WRN 共价异位抑制剂 VVD-133214。这种化合物可选择性地与位于螺旋酶结构域区域的半胱氨酸(C727)结合,该区域在 DNA 解旋过程中会发生结构域间移动。VVD-133214 与核苷酸协同结合 WRN 蛋白,稳定了缺乏适当螺旋酶功能所需的动态灵活性的紧凑构象,导致 MSI-高(MSI-H)细胞(而非微卫星稳定细胞)出现广泛的双链 DNA 断裂、核肿胀和细胞死亡。该化合物在小鼠体内耐受性良好,在多个MSI-H结直肠癌细胞系和患者衍生异种移植模型中可导致肿瘤的显著消退。 该工作显示了一种抑制 WRN 功能的异构方法,它可以规避癌细胞中内源性 ATP 辅因子的竞争,并将 VVD-133214 定义为治疗 MSI-H 癌症患者的一种有前途的候选药物。
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    • 编译者:李康音
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    • 2024年3月6日,多伦利细胞与生物分子研究中心Brenda J. Andrews课题组在Cell杂志上发表题为Proteome-scale movements and compartment connectivity during the eukaryotic cell cycle的文章,研究人员通过对数百万活酵母细胞的图像应用两个不同的卷积神经网络,解决了细胞周期中浓度和定位的蛋白质组水平动态,分辨率达到~20个亚细胞定位类别。 研究人员利用活细胞的高内涵成像,以高分辨率绘制了出芽酵母蛋白质组的时空动态作为细胞周期进程的函数。为了实现这一目标,研究者将表达 GFP 融合蛋白的细胞的高通量荧光显微镜与神经网络相结合,用于自动细胞周期阶段分类和 22 个亚细胞位置类别的蛋白质注释。研究发现,四分之一的评估酵母蛋白质组表现出与细胞周期相关的周期性,蛋白质在细胞周期期间的定位或浓度往往具有周期性,但通常两者都不是。个体细胞周期转变的特点是独特的时空蛋白质组特征,具有周期性浓度的蛋白质主要参与细胞周期控制,而那些具有周期性定位的蛋白质则参与细胞周期程序的生物物理实施。该研究的单细胞蛋白质组测量与细胞周期解析的转录组和核糖体分析数据的补充表明翻译后调节在确定细胞周期特异性蛋白质浓度中的重要作用。 最后,研究人员将空间信息与动态蛋白质组浓度数据相结合,生成定量蛋白质通量图,并演示细胞周期解析的表型组学如何指导功能基因组注释。本研究提供了具有高空间分辨率的蛋白质组动力学的全面视图,为探索与真核细胞周期相关的分子波动提供了独特的资源。所有数据均可在thecellvision.org/cellcycle访问。