Атлас субстратных специфичностей киназ человека, фосфорилирующих серин/ треонин

В основе клеточного цикла находятся циклин-зависимые киназы (CDKs), однако на них все не ограничивается. Есть так называемые чекпоинты (checkpoints) – когда клетка определяет определенные параметры (например, отсутствие поломок в ДНК, или правильное прикрепление микротрубочек к хромосомам), прежде чем прогрессировать в клеточном цикле, и в них тоже участвуют киназы. Еще киназы участвуют в сигнальных каскадах в ответ на вещества из внешней среды клеток, и это тоже важно для клеточного цикла. И так далее.

Ученые под руководством Льюиса Кэнтли очистили более 300 рекомбинантных киназ человека и, используя пептидные библиотеки, профилировали мотивы фосфорилирования. В таком мотиве некоторые позиции отображены как неоднозначные – для таких позиций есть распределение вероятностей наличия разных аминокислот. Для каждой киназы построили матрицу, лежащую в основе мотива. На основе данной информации построили большое дерево (дендрограмму) субстратных специфичностей киназ. Как и можно было предсказать, часто близкие по последовательности киназы фосфорилировали похожие мотивы, но, что интересно, иногда схожие мотивы были и у далеких по последовательности киназ.

Больше трети киназ фосфорилировали пептид, только если в его мотиве аминокислот уже была фосфорилированная аминокислота. Данные скрина хорошо сопоставлялись с человеческим фосфопротеомом – списком всех сайтов фосфорилирования, детектированных масс-спектрометрией. Подтверждали результаты авторов и отдельные исследования, например, фосфорилирование белка p53 по серину 15 киназой ATM, связанной с починкой ДНК. Другие киназы, фосфорилирующие тот же сайт p53, тоже были кандидатами, фосфорилирующими этот мотив, в данных авторов.

Наконец, еще одна интересная часть работы заключалась в том, что исследователи взяли данные, где ингибировали конкретные киназы и меряли фосфопротеом, и сопоставили со своими данными. В целом, в таких данных главным образом изменялось фосфорилирование мотива, ассоциированное с ингибируемой киназой, но происходили и другие фосфо-события. Например, при ингибировании киназы PLK1, важной для митоза, больше фосфорилировались мотивы киназ ATR и ATM. Это согласуется с предыдущими данными, что PLK1 подавляет починку ДНК в митозе.

Таким образом, ученые создали большую базу данных, которая, несомненно, поможет в анализе как уже существующих данных по фосфорилированию белков, так и будущих протеомных данных (Johnson et al, 2023).

Johnson JL, Yaron TM, Huntsman EM, Kerelsky A, Song J, Regev A, Lin TY, Liberatore K, Cizin DM, Cohen BM et al (2023) An atlas of substrate specificities for the human serine/threonine kinome. Nature 613: 759-766

Источник: vk.com

Комментарии: