PROTEASE DEGRADOMICS
Протеазная Деградомика

PROTEASE DEGRADOMICS: A NEW CHALLENGE FOR PROTEOMICS
Carlos Lopez-Otin & Christopher M. Overall
Nature Reviews Molecular Cell Biology 3, 509 -519 (2002)



(Рис.1.)
 |  Relationship of degradomics to the fields of proteomics and genomics, and of the degradome to the proteome and genome.


(Рис.2.)
 |  Degradomics approaches: activity profiling.


(Рис.3.)
 |  Exosite scanning and inactive catalytic domain capture (ICDC): substrate scanning by yeast two-hybrid screens and immobilization techniques.

Деградомика (degradomic) — использование геномного и протеомного подходов к идентификации протеаз и репертуара субстратов для протеаз или деградом ('degradomes'), на организменном уровне — позволяет открывать новые роли протеаз in vivo. Это знание должно облегчить идентификацию новых фармацептических мишеней для лечения болезней. Обсуждается техника и концепции degradomic.


Протеазы инициируют, модулируют и заканчивают многие важные клеточные функции за счет высоко специфического и ограниченного субстратом расщепления. Этот механизм, называемый протеолитическим процессингом позволяет осуществлять точный клеточный контроль за некоторыми биологическими процессами, включая репликацию ДНК, ход клеточного цикла, пролиферацию клеток, заживление ран, иммунитет, ангиогенез и апоптоз.
Иерархическое значение протеаз в системе - критический вопрос в использовании лекарств — зависит от влияния специфической активности протеаз, перекрывания, уровней экспрессии, пространственно-временного распределения, активации зимогенов, обмена протеаз и свойств ингибирования. На организменном уровне degradomics подходы — использующие геномную и протеомную техники — необходимы для идентификации членов ~500 протеаз из деградомы человека, которые экспрессируются клетками или тканями при болезнях, и для определения полного естетсвенного набора субстратов — т.наз. "substrate degradome" — для каждой протеазы.
Профили протеаз, используемые в чипах микромассивов ДНК, позволяют составить общее мнение о протеазном транскриптоме (transcriptome), но уровни экспрессии мРНК не отражают обилие или активность белковых протеаз, которые м.б. определены с помощью протеаза-специфичных и protease-activity белковых чипов. Анализ субстратными чипами сети протеолитического потенциала всей функциональной протеазной деградомы по отношению к определенному субстрату без идентификации вовлекаемых активных протеаз. Это важная информация, т.к. сеть расщепления определенного субстрата предопределяет биологическую реакцию.
Химическая протеомика использует меченные необратимо протеазные ингибиторы для выделения и идентификации активных протеаз в сложной смеси с помощью двумерного (2D) гель электрофореза или в результате использования protease-activity чипов с matrix-assisted laser desorption-ionization–time-of-flight (MALDI–TOF) или MALDI–quadrupole–TOF (MALDI–Q–TOF) масс=спектрометрической идентификации отловленных протеаз. In vivo применение активность ингибирующих зондов позволяет определение функции протеаз с помощью химического нокаута или intravital imaging (создание прижизенного образа) протеолитической активности.
Isotope-coded affinity tags (ICATs), которые строятся на поддержке необратимых protease-inhibitor, м.б. использованы для целенаправленных ICAT, масс-спектрометрической техники, которая используется для идентификации и количественной оценки протеаз, которые дифференциально экспрессируются клетками или тканями при определенных патологических условиях или физиологических состояниях.
Чтобы идентифицировать протеазные субстраты используются подходы пептидных- и ингибиторных-библиотек, которые определяют предпочтения пептидных связей, и м.б. дополнены анализом накопления субстрата у протеаза-нокаутных мышей, и 2D gel-MALDI–TOF или MALDI–Q–TOF масс-спектрометрическим анализом продуктов протеолитической деградации в клетках, обработанных протеазами, или в тканевых белковых экстрактах. Дрожжевая двугибридная техника идентификации субстратов с помощью exosite-domain binding (exosite сканирования) и inactive catalytic domain capture (ICDC) тепеть приспособлена для протеомного скрининга на колонках или чипах.
Недавняя идентификация многих биоактивных молекул — включая цитокины, молекулы клеточной адгезии и рецепторы — и внутриклеточных мишеней (таких как транскрипционные факторы и киназы) как новых субстратов для протеаз, которые подвергаются точному процессингу с помощью протеолитической активности, предопределино наше мнение о роли некоторых семейств протеаз в большинстве физиологических и патологических процессов.


Сайт создан в системе uCoz