kuluneen vuosikymmenen aikana on edistynyt merkittävästi sekä proteomiikan että genomiikan aloilla. Sen lisäksi, että perustekniset edistysaskeleet ovat johtaneet lisääntyneeseen korkealaatuisen datan määrään, tämä” – omics ” – vallankumous on myös alkanut tarjota mielenkiintoisia oivalluksia tumorigeneesiä säätelevien prosessien monimuotoisuudesta monissa erityyppisissä ihmisen syövissä. Näiden menetelmien tuottamia suuria geenien ja proteiinien ilmentymisen tiekarttoja voidaan usein käyttää syöpien luokitteluun tai tietyntyyppisten hoitojen vasteen ennustamiseen. Ne eivät kuitenkaan useinkaan pysty osoittamaan erityisiä säätelijöitä, jotka voivat toimia lupaavina kohteina seuraavan sukupolven syöpälääkkeille, pitkälti siksi, että monet tärkeimmistä ”huumattavista” proteiiniluokista ovat entsyymejä, joita säännellään tiukasti sekä transkription ja translaation tasolla että entsyymiaktiivisuuden tasolla. Niinpä monet nykyään yleiset ”- omic ” – menetelmät eivät anna tietoa tietyn entsyymin tai entsyymiperheen dynaamisesta säätelystä syövän monien kehitysvaiheiden aikana. Tässä numerossa PNAS, Shields et al. (1) hyödyntää suhteellisen uusi menetelmä kutsutaan ”toiminta-pohjainen proteomics” tunnistaa proteiini seriinihydrolaasin toimintaa, joka on olennainen säätelijä kasvainsolujen kasvua. Tämän toiminnallisen lähestymistavan avulla kirjoittajat pystyivät tunnistamaan tietyn entsyymikohteen, joka voi toimia arvokkaana kohteena syöpälääkkeiden kehittämisessä.

aktiivisuuspohjaiset proteomiikat tai kemialliset proteomiikat ovat nousseet vaihtoehdoksi tavanomaisille proteomisille menetelmille, jotka antavat ensisijaisesti tietoa proteiinien kokonaispitoisuudesta (katsaukset, KS.viite. 2–4). Aktiivisuusperusteisessa proteomisessa hyödynnetään pieniä molekyylin koettimia, jotka sitoutuvat entsyymeihin aktiivisuusriippuvaisesti, mikä mahdollistaa sekä entsyymin säätelyn dynamiikan kvantifioinnin että kiinnostuksen kohteiden suoran eristämisen ja tunnistamisen (Fig. 1). Monien uusien anturiluokkien (2) sekä affiniteetti-ja fluoresoivien tunnisteiden (5) kehittymisen myötä aktiivisuuspohjaista proteiiniprofilointia (abpp) on alettu käyttää yhä enemmän ihmisten sairauksien keskeisten säätelijöiden tunnistamisessa. Erityisesti useat viimeaikaiset tyylikkäät esimerkit osoittavat abpp: n arvon syövän etenemisen kiinnostavien säätelijöiden tunnistamisessa (4, 6-8).

tutkimuksessa Shields et al. (1) Tässä numerossa kirjoittajat käyttivät laajakirjoista seriinihydrolaasia ihmisen haimasyöpäkudosten profilointiin. Nämä ponnistelut johtivat sellaisen proteiinin tunnistamiseen, jota kutsutaan retinoblastoomaa sitovaksi proteiiniksi 9 (RBBP9), jolla oli kohonnut hydrolaasiaktiivisuus 40%: ssa analysoiduista kasvainkudoksista. Mielenkiintoista on, että tämä proteiini oli aiemmin tunnistettu retinoblastoomaa (RB) sitovaksi proteiiniksi, eikä sillä ollut tunnettua entsyymiaktiivisuutta (9). Tämän proteiinin toimintaa koskevat aiemmat tutkimukset viittasivat siihen, että sen yliekspressio antaa vastustuskyvyn TGFß: n vaikutuksille solujen kasvun estämisessä. Näiden vaikutusten TGFß-signalointiin ajateltiin kuitenkin olevan suoraa seurausta rbbp9: n sitoutumisesta Rb: hen, mikä johti eukaryoottisen translaation initiaatiotekijän 1 (EIF-1) transkriptiotekijän vapautumiseen. Nykyisessä tutkimuksessaan Shields et al. näytä, että RBBP9: llä on seriinihydrolaasiaktiivisuutta ja, mikä vielä tärkeämpää, että tätä entsyymiaktiivisuutta tarvitaan tämän proteiinin muuntamiseen syöpäsoluissa. Hydrolaasiaktiivisuuden menetys aktiivisen kohdan seriinin mutaatiolla (tunnistettu homologisesti muille seriinihydrolaaseille) tai RNAi-välitteisellä proteiinin kaatumisella johtaa Smad 2/3-fosforylaation lisääntymiseen, adheesiomolekyylien kuten E-cadherinin ilmentymisen vähenemiseen ja myöhemmin kasvaimen kasvun vähenemiseen. Lisäksi kirjoittajat toteavat, että rbpp9: n aktiivisuustasot ovat koholla useissa muissa ihmisen syövissä, mikä viittaa siihen, että tämän hydrolaasin aktiivisuuden estämisellä voi olla laajoja tuumoria tukahduttavia vaikutuksia, mikä tekee siitä potentiaalisesti arvokkaan kohteen syöpälääkkeiden kehittämiselle.

useilla tasoilla Shieldsin ym. osoittaa abpp-lähestymistavan voiman. Ensinnäkin tämä menetelmä mahdollisti entsyymiaktiivisuuden tunnistamisen proteiinissa, jonka on osoitettu toimivan solujen kasvun signaloinnin säätelyssä. ABPP-menetelmän avulla oli mahdollista seurata tämän entsyymiaktiivisuuden säätelyn dynamiikkaa ilman, että oli tarpeen tunnistaa alkuperäinen substraatti ja määrittää in vitro-määritys. Toiseksi rbbp9: n ilmentymistasot olivat vastaavat sekä normaaleissa että syöpäkudoksissa, mikä viittaa siihen, että entsyymiaktiivisuus ajaa tämän proteiinin toiminnallista osuutta kasvainsolujen kasvuun. Näin ollen mikään nykyisistä genomisista tai proteomisista menetelmistä ei pystyisi tunnistamaan tätä kohdetta taudin keskeiseksi säätelijäksi.

rbbp9: n tarkasta mekanistisesta roolista on luonnollisesti jäljellä monia kysymyksiä. Mikä tärkeintä, mitkä ovat tämän entsyymin alkuperäiset substraatit? Hydrolysoiko entsyymi substraattinsa? Mikä on substraatin hydrolyysin seuraus? Miten substraatin käsittely johtaa smad2/3-signaloinnin säätelyyn? On mielenkiintoista nähdä, voidaanko rbbp9: ää helposti estää pienillä molekyyleillä, jotta se voidaan validoida potentiaalisesti elinkelpoisena lääkekohteena käyttämällä ihmisen syövän kehittyneempiä hiirimalleja. Vastaukset näihin kysymyksiin ovat varmasti tulossa, koska käytettävissä on toimintoperusteisia luotaimia.