洞察市场格局
解锁药品研发情报

客服电话

400-9696-311

医药数据查询

化学蛋白质组学技术（ABPP）在肺癌研究中的应用

科络思生物

2024/08/07

查看原文

694

肺癌 ABPP

基于活性的化学蛋白质分析（Activity-Based Protein Profiling, ABPP）是一种强大的化学蛋白质组学工具，用于识别具有催化活性的蛋白质，特别是在疾病状态下活性发生变化的酶类。本文将重点讨论ABPP技术如何帮助识别与肺癌相关的酶类和蛋白靶标，为开发新的癌症治疗方法提供一些线索。

ABPP 的核心是使用基于活性的探针来报告复杂生物系统中特定酶的活性或氨基酸类型的反应性。

ABPP探针通常包含三个主要部分：

1. 亲电基团：负责与酶活性位点的亲核氨基酸残基形成共价键。

2. 识别基团：确保探针能够选择性地结合到目标酶类。

3. 报告基团：如荧光或生物素标签，用于后续的检测和纯化。

ABPP实验方法

1. 样本准备与标记：从肿瘤组织或其他来源获得蛋白质样本，使用活性基团探针进行标记。

2. 靶标富集与鉴定：通过凝胶电泳、色谱法等手段富集标记的蛋白，随后通过质谱等技术进行鉴定。

3. 数据采集：收集质谱数据，包括蛋白质的序列信息和相对丰度。

4. 生物信息学分析：使用生物信息学工具进行数据分析，包括蛋白质的鉴定、相对表达水平的变化分析等。

案例研究

文章标题：Inhibition of ALDOA- and ENO1-Mediated Glycolysis of Oridonin as a Novel Antitumor Strategy of Non-Small-Cell Lung Cancer

发表期刊：Advanced Therapeutics

参考文献：Lu, Tianming, et al. "Inhibition of ALDOA‐and ENO1‐Mediated Glycolysis of Oridonin as a Novel Antitumor Strategy of Non‐Small‐Cell Lung Cancer." Advanced Therapeutics 7.6 (2024): 2400027.

IF因子：3.7

文献解析：

发现新的靶标：CCK-8和流式的实验结果表明，ORI通过诱导凋亡抑制LLC细胞增殖。为了探究白花丹素（ORI）的抗肿瘤机制，通过利用ABPP的技术，使用半胱氨酸通用型探针IAA-Probe标记，白花丹素（ORI）进行竞争，经过进一步的富集、酶切、LC-MS/MS检测。实验结果表明，ORI可以直接结合肺癌细胞中的ALDOA和ENO1，并主要影响糖酵解/糖异生和TCA循环中的关键蛋白。KEGG分析表明，ORI主要作用于调节糖酵解和TCA循环的蛋白质

ABPP联合LC-MS /MS技术鉴定LLC细胞ORI潜在靶蛋白

CETSA方法验证靶点：为了研究白花丹素（ORI）如何抑制这些酶的活性，研究人员纯化了小鼠ALDOA、ENO1、PKM2和LDHA，并与ORI共同孵育，发现ORI能够与这些蛋白的半胱氨酸残基结合，并显著提高它们的热稳定性。这些结果表明，ORI特异性结合ALDOA、ENO1、PKM2和LDHA的半胱氨酸残基。

ORI特异性结合糖酵解途径中临界限速酶的半胱氨酸残基，并改善其热稳定性

其他实验验证：过免疫荧光染色和Western blot实验，确认了白花丹素（ORI）在剂量依赖下抑制ALDOA和ENO1的活性，并通过siRNA敲低这两种蛋白质进一步验证了该结论。体内实验显示，ORI显著抑制了NSCLC小鼠的肿瘤生长并改善了氧化应激指标。无标记定量蛋白质组学分析表明，ORI处理组与模型组间有多个差异表达蛋白，其中显著上调的信号通路包括TCA循环、糖酵解过程等。分子对接模拟分析显示ORI与多个靶蛋白结合位点的结合能量较低。

ORI作用于NSCLC小鼠的无标记蛋白质组定量分析

文章标题：Identification of peroxiredoxin 6 as a direct target of withangulatin A by quantitative chemical proteomics in non-small cell lung cancer

发表期刊：Redox Biology

文献引用：Chen, Chen, et al. "Identification of peroxiredoxin 6 as a direct target of withangulatin A by quantitative chemical proteomics in non-small cell lung cancer." Redox Biology 46 (2021): 102130.

IF因子：10.7

发现新的靶标：为了探索和识别威灵仙素（WA）的细胞靶标，研究人员设计并合成了WA的炔基探针WP。细胞毒性实验表明，WA显著抑制H1975非小细胞肺癌细胞的增殖，且WP与WA具有相似的细胞毒性，我们应用WP通过SILAC-ABPP实验来鉴定WA的细胞靶标，结果表明，PRDX6是WA在H1975细胞中的直接靶标。虽然还鉴定了其他蛋白如TXN、TXNRD1和GSR，但这些蛋白的定量比率较低且不显著。蛋白质亲和力下拉分析显示，PRDX6是WP结合最强的蛋白，因此PRDX6被认为是WA的主要靶标。

定量化学蛋白质组学鉴定PRDX6为Withangulatin A的直接靶点

结合位点确认：通过重组PRDX6蛋白，并结合LC-MS/MS分析发现，WA的α，β-不饱和酮部分可以与PRDX6中的Cys47残基共价结合。随后进一步研究表明，WA与PRDX6之间的结合是不可逆的，且这种结合依赖于WA的α，β-不饱和酮部分。

WA选择性共价结合PRDX6的Cys47残基

活性验证：WA通过共价结合PRDX6显著抑制了其GPx和iPLA2酶活性，增加了H1975细胞中的ROS水平，从而抑制细胞增殖。PRDX6基因敲除（KO）显著降低了H1975细胞的增殖和抗氧化能力，对WA处理不敏感。体内研究表明，WA能抑制H1975细胞异种移植模型中的肿瘤生长，增加氧化应激，而对PRDX6 KO细胞无明显抑制作用，说明WA对H1975细胞增殖的抑制依赖于PRDX6的存在。