激酶對細胞信號傳導(dǎo)至關(guān)重要，近日，耶魯大學(xué)研究人員一項新的研究將數(shù)百種激酶與其靶標(biāo)相匹配，從而能夠更深入地了解生物過程，為人類生物學(xué)的發(fā)展提供了很大的幫助。
當(dāng)人體中的細胞感知到環(huán)境的變化時，稱為激酶的分子可以幫助它們做出反應(yīng)，這些特殊的酶激活蛋白質(zhì)，在細胞內(nèi)傳播信號，最終改變其功能。然而，如果科學(xué)家想要了解特定激酶，他們必須首先了解它針對哪種蛋白質(zhì)。在大多數(shù)情況下，這是未知的。
在對人體中300多種激酶的新分析中，耶魯大學(xué)的研究人員揭示了這些酶更有可能靶向哪些蛋白質(zhì)的新見解。他們說，他們的發(fā)現(xiàn)將導(dǎo)致對人類生物學(xué)的更深入理解，并確定疾病治療的目標(biāo)。
調(diào)查結(jié)果是發(fā)表于《自然》雜志，激酶是促進稱為磷酸化過程的酶。從本質(zhì)上講，激酶募集一小塊稱為磷酸基團的分子，該分子由一個磷原子和四個氧原子組成，并幫助將其附著到稱為磷酸化位點的蛋白質(zhì)的特定區(qū)域。
“當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)被激酶磷酸化時，就會打開一個開關(guān)，可以改變蛋白質(zhì)的活性或它在細胞中的位置。它可以以多種方式改變蛋白質(zhì)的功能，”本杰明·特克說。他是耶魯大學(xué)醫(yī)學(xué)院藥理學(xué)副教授，該研究的共同資深作者。
人體中有超過500種激酶作用于數(shù)十萬個磷酸化位點。本杰明·特克說，這種多樣性說明了磷酸化對細胞過程的重要性。
"但是不知道哪些激酶與哪些磷酸化位點一起是一個巨大的知識差距，“他補充說。為了填補這一空白，Turk和他的同事們專注于激酶如何識別其靶標(biāo)。蛋白質(zhì)由氨基酸組成，其中有20種;激酶識別圍繞磷酸化位點的短串氨基酸。在這項研究中，研究人員使用所有可能的氨基酸組合將不同的氨基酸串放在一起，并測量了不同的激酶磷酸化每個氨基酸串的速度。
"通過觀察哪些鏈磷酸化最快和最慢，它告訴你哪些氨基酸序列受到特定激酶的青睞或不利，“本杰明·特克說。
本杰明·特克說，在一個有趣的發(fā)現(xiàn)中，研究人員發(fā)現(xiàn)一些磷酸化位點在其已知的激酶中得分很低。但他們在其他激酶方面的得分要差得多。
“我們認為在這種情況下，磷酸化位點可能會進化為逃避錯誤的激酶，而不是增加正確激酶的識別，”他說?！斑@告訴我們更多關(guān)于這些系統(tǒng)中如何產(chǎn)生特異性的信息。
這項新研究產(chǎn)生了一個在線資源，現(xiàn)在可供其他研究人員使用。那些想知道他們感興趣的激酶可能磷酸化的人-或者他們感興趣的蛋白質(zhì)被什么激酶磷酸化-可以使用一個搜索引擎這將根據(jù)研究結(jié)果生成可能選項的排序列表。
這些結(jié)果也為Turk實驗室的另一個項目提供了信息，該項目的研究人員正在探索一小群稱為絲裂原活化蛋白激酶或MAP激酶的激酶。這些激酶中的每一種在人體中都具有非常不同的作用，盡管它們在分子上彼此非常相似。
在第二項研究中發(fā)表于科學(xué)信號Turk和他的同事-包括主要作者Guangda Shi，他在Turk實驗室作為研究生進行這項研究，現(xiàn)在在賓夕法尼亞大學(xué)-描述了不同的MAP激酶如何靶向其蛋白質(zhì)及其不同的效果。他們說，這項工作有助于闡明細胞中的信號通路如何像它們一樣特異性，并可能對理解和治療癌癥等疾病產(chǎn)生影響。
”某些MAP激酶在癌癥中經(jīng)常被過度激活，它們已成為治療的藥物靶標(biāo)，”Turk解釋說?！傲私饧っ溉绾我约霸谀睦锲鹱饔脤⒂兄谖覀兏钊氲亓私馑鼈兊男盘柾?。這將使我們深入了解各種生物學(xué)功能以及它們在疾病中出錯的地方。”
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