det siste tiåret har sett bemerkelsesverdige fremskritt innen både proteomikk og genomikk. I tillegg til grunnleggende tekniske fremskritt som har ført til økt volum av data av høy kvalitet, har denne» omics » – revolusjonen også begynt å gi noen interessante innsikt i mangfoldet av prosesser som regulerer tumorigenese i mange forskjellige typer humane kreftformer. De store veikartene av gen-og proteinuttrykk produsert av disse metodene kan ofte brukes til å klassifisere kreft eller forutsi respons på visse typer behandlinger. Imidlertid unnlater de ofte å finne spesifikke regulatorer som kan tjene som lovende mål for neste generasjon anticancer medisiner, hovedsakelig fordi mange av de store» druggable » klassene av proteiner er enzymer som er tett regulert både på nivå av transkripsjon og oversettelse og på nivå av enzymaktivitet. Dermed mange nå-vanlige «- omic» metoder ikke klarer å gi informasjon om dynamisk regulering av et gitt enzym eller familie av enzymer i de mange stadier av kreftutvikling. I denne utgaven AV PNAS, Shields et al. (1) bruk en relativt ny metode kalt «aktivitetsbasert proteomikk» for å identifisere et protein med serinhydrolaseaktivitet som er en viktig regulator for tumorcellevekst. Ved å bruke denne funksjonelle tilnærmingen var forfatterne i stand til å identifisere et spesifikt enzymmål som kan tjene som et verdifullt mål for utvikling av kreftmedisiner.feltet aktivitetsbasert proteomikk eller kjemisk proteomikk har dukket opp som et alternativ til standard proteomiske metoder, som primært gir informasjon om den generelle overflod av proteiner (for vurderinger, se refs. 2–4). Den aktivitetsbaserte proteomiske tilnærmingen gjør bruk av små molekylprober som binder seg til enzymer på en aktivitetsavhengig måte, slik at både kvantifisering av dynamikken i enzymregulering og direkte isolasjon og identifisering av målene av interesse (Fig. 1). Med utviklingen av mange nye klasser av prober (2) samt nye klasser av affinitet og fluorescerende koder (5), har aktivitetsbasert proteinprofilering (ABPP) funnet økende bruk for å identifisere viktige regulatorer av menneskelige sykdommer. Spesielt viser en rekke nyere elegante eksempler verdien AV ABPP ved å identifisere interessante regulatorer av kreftprogresjon (4, 6-8).
Aktivitetsbasert proteomikk eller aktivitetsbasert proteinprofilering (ABPP). I dette eksemplet er tumorvevsprøver merket med en aktivitetsbasert probe (ABP) som inneholder en reaktiv fluorofosfonatgruppe. Etter merking av målenzymer (i dette tilfellet serinhydrolaser) separeres merkede proteiner med SDS/PAGE, og relative aktivitetsnivåer bestemmes av intensiteten av sondemerking. Potensielt interessante mål identifiseres som å ha økt eller redusert aktivitetsnivå i tumorprøver. Merkede mål isoleres ved affinitetsrensing via sonden og identifiseres ved massespektrometri.
i Studien Av Shields et al. (1) i dette nummeret brukte forfatterne en bredspektret serinhydrolasesonde for å profilere humant bukspyttkjertelkreft vev. Disse anstrengelsene førte til identifisering av et protein kalt retinoblastombindende protein 9 (RBBP9) som hadde forhøyet hydrolaseaktivitet i 40% av de analyserte svulstvevene. Interessant nok hadde dette proteinet tidligere blitt identifisert som et retinoblastom (Rb)-bindende protein og hadde ingen kjent enzymaktivitet (9). Tidligere studier av funksjonen til dette proteinet antydet at overuttrykket gir resistens mot effektene Av TGFß ved hemming av cellevekst. Disse effektene på TGFß signalering ble imidlertid antatt å være et direkte resultat AV binding AV RBBP9 TIL Rb, noe som førte til frigivelse AV den eukaryote translation initiation factor 1 (EIF-1) transkripsjonsfaktor. I sin nåværende studie, Shields et al. vis AT RBBP9 har serinhydrolaseaktivitet og, enda viktigere, at denne enzymaktiviteten er nødvendig for de transformerende effektene av dette proteinet i kreftceller. Tap av hydrolaseaktivitet ved mutasjon av det aktive stedet serin (identifisert ved homologi til andre serinhydrolaser) eller RNAi-mediert knock-down av proteinet fører til en økning I Smad 2/3 fosforylering, en reduksjon i ekspresjonen av adhesjonsmolekyler som E-cadherin, og en påfølgende reduksjon i tumorvekst. Videre finner forfatterne AT rbpp9 aktivitetsnivåer er forhøyet i en rekke andre humane kreftformer, noe som tyder på at inhibering av denne hydrolaseaktiviteten kan ha brede tumor-undertrykkende effekter, noe som gjør det til et potensielt verdifullt mål for utvikling av kreftmedisiner.
på flere nivåer, Studien Av Shields et al. demonstrerer KRAFTEN I ABPP-tilnærmingen. For det første tillot denne tilnærmingen identifisering av en enzymaktivitet i et protein som er vist å fungere i reguleringen av cellevekstsignalering. VED Å bruke ABPP-tilnærmingen var det mulig å overvåke dynamikken i regulering av denne enzymaktiviteten uten å måtte identifisere et innfødt substrat og etablere en in vitro-analyse. For DET andre var nivåer av uttrykk FOR RBBP9 ekvivalente i både normale og kreftvev, noe som tyder på at enzymaktivitet driver det funksjonelle bidraget av dette proteinet til tumorcellevekst. Dermed ville ingen av de nåværende genomiske eller proteomiske metodene være i stand til å identifisere dette målet som en nøkkelregulator for sykdom.
selvfølgelig forblir mange spørsmål om RBBP9S eksakte mekanistiske rolle. Viktigst, hva er de innfødte substratene til dette enzymet? Hydrolyserer enzymet faktisk substratene? Hva er konsekvensen av substrathydrolyse? Hvordan fører substratbehandling til regulering Av Smad2 / 3-signalering? DET vil være interessant å se OM RBBP9 lett kan hemmes av små molekyler, slik at det kan valideres som et potensielt levedyktig legemiddelmål ved bruk av mer avanserte musemodeller av menneskelig kreft. Svarene på disse spørsmålene vil sikkert være kommende takket være tilgjengeligheten av aktivitetsbaserte prober.
