生物素标记 > 行业资讯 > ACS Chem. Biol. | 多重质谱方法助力鉴定celastrol的全新靶标蛋白
为大家推荐一篇来自ACS chemical biology的文章“Integrated Mass Spectrometry Reveals Celastrol As a Novel Catechol-O-methyltransferase Inhibitor”。文章的通讯作者是来自赵倩老师，她主要关注蛋白质组学相关的研究。
天然产物一直是药物开发中非常重要的分子来源。据统计，约有三分之二的新发现的药物分子来源于天然产物。Celastrol则是最近吸引了很多关注的一种天然分子。它在减肥，抗癌，抗炎症，保护神经等多个领域具有广谱的效果。但是目前它在很多过程中的机制还不是很清楚。系统性的鉴定这个分子的相互作用蛋白对于解释它的作用机制十分重要，本篇文章就是利用蛋白质组学的技术鉴定了Celastrol的相互作用蛋白 。 文章首先根据Celastrol的结构开发了带有可富集炔基的Celastrol分子探针。他们测试了各种各样的连接方法并在不同的细胞系内对探针的标记效率进行了测试。最终他们发现以酰胺方式的C1a探针标记效果最好，同时该探针可以在hela细胞中对一个蛋白特异性地标记，并且该标记信号可以很好地被Celastrol分子竞争掉。
在确认了探针的结构和标记体系后他们运用SILAC技术对Celastrol分子的相互作用蛋白进行了组学上的鉴定。他们找到了之前已知的Celastrol靶点IKKB蛋白，证实了他们方法的可行性，同时儿茶酚甲基转移酶COMT也在探针的标记中表现突出。
接着文章利用平行反应监测（PRM）的方法验证了COMT确实在质谱中与Celastrol相互作用。COMT的主要功能是催化多巴胺等儿茶酚类化合物的甲基化，并分为全长的MB-COMT和可溶的S-COMT。两种COMT被认为在不同的体系中发挥作用。在细胞内两种蛋白都与Celastrol小分子结合。文章发现在pull-down出的蛋白中，大部分COMT都是以MB-COMT存在，同时在细胞内过表达MB-COMT会有更明显的Celastrol探针标记信号。这些数据说明Celastrol更偏向与MB-COMT结合。 文章接着希望证实Celastrol是否与COMT蛋白上的半胱氨酸共价作用，文章纯化了两种COMT并纯化了突变体的COMT蛋白。由于S-COMT可溶性更好，文章更关注于s-comt与小分子间的相互作用。在纯蛋白体系中，文章发现在突变了半胱氨酸后小分子与蛋白的结合确实变弱了。证实小分子确实是与半胱氨酸共价作用。文章还利用紫外吸收与Q-TOF质谱证实了小分子是不可逆地与蛋白157位的半胱氨酸共价作用。 最后文章测试了Celastrol对COMT活性的影响。他们发现在加入Celastrol分子后，COMT催化多巴胺甲基化的活性被大大抑制了。蛋白上其他三个半胱氨酸的突变都无法影响Celastrol小分子对COMT蛋白的作用，只有将157位半胱氨酸突变后这种抑制效果会消失。证实了157位对两者相互作用的重要性。
总而言之，文章利用化学蛋白质组学鉴定了Celastrol小分子的相互作用蛋白，找到了COMT这一新的靶标。生化实验证明Celastrol通过共价地与157位半胱氨酸反应抑制了COMT的活性。 原文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acschembio.2c00011 文章引用：DOI：10.1021/acschembio.2c00011
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