时间:2018.6.1-2018.7.30日
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编者按
CBP和p300作为经典的酰基转移酶,可催化包括乙酰化在内的多种酰基化修饰,通过对转录因子、组蛋白等核蛋白的乙酰化调控基因的表达。最近,欧洲的研究人员在著名学术期刊Cell上发表体内乙酰化蛋白受酰基转移酶p300动态调控的结果,结合化学遗传学(CBP / p300催化功能抑制剂,bromodomain抑制剂)和经典遗传学(基因敲除)的方法,利用SILAC定量蛋白质组学,揭示了受CBP/p300调控的乙酰化修饰位点的动态变化,为我们理解蛋白乙酰化精细调控提供了第一手的资料。
研究者使用基因敲除 (KO),CBP/p300 KAT抑制剂Cmpd-R和A-485,以及bromodomain抑制剂(CBP112)分别处理小鼠MEF细胞。利用SILAC标记的方法,结合转录组学,基于质谱的蛋白质组学和乙酰化组学技术,对MEF细胞进行检测(图1A)。共定量了5300个蛋白上的21000个乙酰化位点,每个处理组中均检测到超过3500个蛋白的11500个乙酰化位点(图1B)。
图 1 CBP/p300乙酰化组学图谱
对不同处理组之间的相似性进行对比后我们发现,使用酶活性结构抑制剂(Cmpd-R和A-485)的处理结果与KO组相似性远高于CBP112处理组(图1C),这表明CBP/p300的催化结构域的缺失是KO后乙酰化水平减少的主要原因。
CBP/p300更倾向于催化核蛋白乙酰化,而对细胞质和线粒体蛋白的作用稍弱(图2A)。UniProt关键词检索“Nucleus”相关的蛋白中36%,22%和30%位点分别受KO,Cmpd-R和A-485调控,这表明高达1/3的核蛋白的乙酰化是由CBP / p300催化的。同时CBP/p300的催化位点显着富集于转录和DNA-binding,这与其作为转录辅助因子的作用一致(图2B)。CBP/p300更倾向于催化附近有赖氨酸残基的位点(图2C)。
图 2 CBP/p300乙酰化定量组学分析
图3 CBP / p300的非组蛋白底物参与转录活性调节
将上述MEF细胞的转录组和定量蛋白组数据进行相关性分析,二者呈现明显的正相关(图6E),这表明CBP/p300对蛋白丰度的影响主要是通过其对于基因转录的调节作用,而排除了诸如泛素化等翻译后修饰的影响。
参考文献:
1. Wagner, G.R., et al. (2014). Nonenzymatic protein acylation as a carbon stress regulated by sirtuin deacylases. Mol. Cell 54, 5–16.
2. Lasko, L.M., et al. (2017). Discovery of a selective catalytic p300/CBP inhibitor that targets lineage-spe- cific tumours. Nature 550, 128–132.
3. Michaelides, M.R., et al. (2017). Discovery of spiro oxazolidinediones as selective, orally bioavailable inhibitors of p300/ CBP histone acetyltransferases. ACS Med. Chem. Lett. 9, 28–33.
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