Mapeo dinámico en vivo del metilproteoma utilizando un enfoque quimioenzimático

Área de la Ciencia:

• La bioquímica
• Proteomía
• Biología molecular

Sus antecedentes:

• La metilación dinámica de la proteína después de la traducción es crucial para las funciones celulares como la regulación de la transcripción.
• La metilación aberrante está relacionada con enfermedades, incluido el cáncer, lo que pone de relieve la necesidad de catalogar el metilproteoma.
• Los métodos actuales para el análisis del metilproteoma se enfrentan a limitaciones en el enriquecimiento y la identificación.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar y validar un nuevo método para el análisis integral del metilproteoma.
• Identificar los sitios conocidos y nuevos de propargilo de proteínas utilizando un análogo de la l-metionina.
• Demostrar la aplicación in vivo del método para el perfil del metilproteoma a través de los sistemas de órganos.

Principales métodos:

• Se utilizó ProSeMet, un análogo de la l-metionina, convertido quimioenzimáticamente en ProSeAM para el marcado biortogonal de proteínas alquinosas.
• Se utiliza cromatografía líquida y espectrometría de masas en tándem (LC-MS/MS) para la detección e identificación directas de las proteínas marcadas.
• Estrategias de enriquecimiento selectivo aplicadas seguidas de LC-MS/MS para mejorar la identificación de proteínas y sitios metilados.

Principales resultados:

• Se han identificado sitios conocidos y nuevos de propargillación de lisina, histidina y arginina con alta resolución en proteínas clave como HSPA8, eEF1A1 y PGAM1.
• Caracterizó 486 sitios conocidos y 221 nuevos de propargillación de proteínas en diversas funciones celulares utilizando métodos de enriquecimiento.
• Se ha demostrado la administración sistémica de ProSeMet en ratones, logrando la propagación de proteínas a través de los sistemas de órganos, incluida la penetración de la barrera hematoencefálica, y se ha confirmado la identificación específica del sitio in vivo.

Conclusiones:

• La tubería basada en ProSeMet ofrece un enfoque poderoso para el catalogación integral del metilproteoma.
• Este método permite la identificación específica del sitio de la metilación de proteínas, tanto in vitro como in vivo.
• La tubería desarrollada tiene amplias aplicaciones para comprender la dinámica del metilproteoma en contextos de salud y enfermedad, particularmente cáncer.