az elmúlt évtizedben figyelemre méltó előrelépések történtek mind a proteomika, mind a genomika területén. Az alapvető technikai fejlődés mellett, amely a magas színvonalú adatok megnövekedett mennyiségéhez vezetett, ez a “-omics” forradalom érdekes betekintést nyújt a tumorigenesist szabályozó folyamatok sokféleségébe számos különböző típusú emberi rák esetében. Az ezekkel a módszerekkel előállított gén-és fehérje-expresszió nagy ütemtervei gyakran felhasználhatók a rákok osztályozására vagy bizonyos típusú kezelésekre adott válasz előrejelzésére. Gyakran azonban nem tudják pontosan meghatározni azokat a specifikus szabályozókat, amelyek ígéretes célpontként szolgálhatnak a rákellenes gyógyszerek következő generációja számára, főleg azért, mert a fehérjék fő “gyógyszerezhető” osztályai közül sok olyan enzim, amely szigorúan szabályozott mind a transzkripció, mind a transzláció, mind az enzimaktivitás szintjén. Így sok ma elterjedt” – omic ” módszer nem nyújt információt egy adott enzim vagy enzimcsalád dinamikus szabályozásáról a rák kialakulásának számos szakaszában. A PNAS ebben a számában, Shields et al. (1) használjon egy viszonylag új módszert, amelyet “aktivitás-alapú proteomikának” neveznek, hogy azonosítsa a szerin-hidroláz aktivitással rendelkező fehérjét, amely a tumorsejtek növekedésének alapvető szabályozója. Ezzel a funkcionális megközelítéssel a szerzők képesek voltak azonosítani egy specifikus enzimcélt, amely értékes célpontként szolgálhat a rákellenes gyógyszerek kifejlesztésében.

a tevékenységalapú proteomika vagy a kémiai proteomika területe a standard proteomikus módszerek alternatívájaként jelent meg, amelyek elsősorban a fehérjék általános bőségéről nyújtanak információt (áttekintéshez lásd A refs-t. 2–4). Az aktivitásalapú proteomikus megközelítés olyan kis molekulájú próbákat alkalmaz, amelyek aktivitásfüggő módon kötődnek az enzimekhez, ezáltal lehetővé téve mind az enzimszabályozás dinamikájának számszerűsítését, mind a közvetlen izolálást és az érdeklődésre számot tartó célok azonosítását (ábra. 1). A szondák számos új osztályának (2), valamint az affinitás és a fluoreszcens címkék új osztályainak (5) kifejlesztésével az aktivitás-alapú fehérje profilozás (ABPP) egyre nagyobb alkalmazást talált az emberi betegségek kulcsfontosságú szabályozóinak azonosításában. Különösen számos újabb elegáns példa mutatja be az ABPP értékét a rák progressziójának érdekes szabályozóinak azonosításában (4, 6-8).

a Shields et al. (1) Ebben a számban a szerzők széles spektrumú szerin-hidroláz szondát használtak az emberi hasnyálmirigyrák szöveteinek profilozására. Ezek az erőfeszítések az úgynevezett fehérje azonosításához vezettek retinoblastoma-kötő fehérje 9 (RBBP9), amelynek emelkedett hidroláz aktivitása volt az elemzett tumorszövetek 40% – ában. Érdekes módon ezt a fehérjét korábban retinoblastoma (Rb) kötő fehérjeként azonosították, és nem volt ismert enzimaktivitása (9). A fehérje funkciójának korábbi tanulmányai azt sugallták, hogy túlexpressziója rezisztenciát biztosít a TGF-nek a sejtnövekedés elnyomásában kifejtett hatásaival szemben. Úgy gondolták azonban, hogy ezek a TGF-re gyakorolt hatások az Rbbp9 RB-hez való kötődésének közvetlen következményei, ami az eukarióta transzlációs iniciációs faktor 1 (EIF-1) transzkripciós faktor felszabadulásához vezet. Jelenlegi tanulmányukban Shields et al. mutassuk meg, hogy az RBBP9 szerin-hidroláz aktivitással rendelkezik, és ami még fontosabb, hogy ez az enzimaktivitás szükséges a fehérje transzformáló hatásaihoz a rákos sejtekben. A hidroláz aktivitás elvesztése az aktív hely szerin mutációjával (homológiával azonosítva más szerin hidrolázokkal) vagy a fehérje RNS-közvetített leütése a Smad 2/3 foszforiláció növekedéséhez, az adhéziós molekulák, például az e-kadherin expressziójának csökkenéséhez, majd a tumor növekedésének későbbi csökkenéséhez vezet. Továbbá, a szerzők úgy találják, hogy az RBPP9 aktivitási szintje számos más emberi daganatban megemelkedett, ami arra utal, hogy ennek a hidroláz aktivitásnak gátlása széles daganatcsökkentő hatással járhat, így potenciálisan értékes célpont a rákellenes gyógyszerek kifejlesztésében.

Több szinten a Shields et al. bemutatja az ABPP megközelítés erejét. Először is, ez a megközelítés lehetővé tette egy enzimaktivitás azonosítását egy olyan fehérjében, amelyről kimutatták, hogy működik a sejtnövekedés jelátvitelének szabályozásában. Az ABPP módszer alkalmazásával lehetővé vált ezen enzimaktivitás szabályozásának dinamikájának monitorozása anélkül, hogy natív szubsztrátot kellett volna azonosítani és in vitro vizsgálatot kellett volna végezni. Másodszor, az rbbp9 expressziós szintje ekvivalens volt mind a normál, mind a rákos szövetekben, ami arra utal, hogy az enzimaktivitás vezérli a fehérje funkcionális hozzájárulását a tumorsejtek növekedéséhez. Így a jelenlegi genomikai vagy proteomikai módszerek egyike sem lenne képes azonosítani ezt a célt a betegség kulcsfontosságú szabályozójaként.

természetesen sok kérdés marad az RBBP9 pontos mechanisztikus szerepével kapcsolatban. A legfontosabb, hogy melyek ennek az enzimnek a natív szubsztrátjai? Az enzim valóban hidrolizálja szubsztrátjait? Mi a következménye a szubsztrát hidrolízisének? Hogyan szubsztrát feldolgozása vezet szabályozása Smad2 / 3 jelzés? Érdekes lesz látni, hogy az RBBP9 könnyen gátolható-e kis molekulákkal, hogy potenciálisan életképes gyógyszercélként validálható legyen az emberi rák fejlettebb egérmodelljeinek felhasználásával. Ezekre a kérdésekre a válaszok minden bizonnyal a tevékenységalapú próbák elérhetőségének köszönhetően érkeznek.