CELL重磅!化学蛋白质组学构建人类原代T细胞半胱氨酸互作的整体图景

来源: 上海中科新生命生物科技有限公司   2020-8-10   访问量:888评论(0)

来源于自然界或化学合成的亲电化合物对免疫细胞有着不同的影响,这些化合物被认为是通过半胱氨酸修饰来改变免疫相关蛋白的功能,但我们对其机制的了解仍非常有限。

2020年7月29日,美国斯克利普斯研究所的John R. Teijaro团队与Benjamin F. Cravatt团队联合在《Cell》上发表“An Activity-Guided Map of Electrophile-Cysteine Interactions in Primary Human T Cells”的研究论文。该篇文章整合化学蛋白质组学和表型筛选构建了人类原代T细胞半胱氨酸反应性和连接性的整体图景,并通过这种方法进一步筛选到抑制T细胞活化、促进免疫调节的新化合物小分子。

研究材料

未分化T细胞(native),扩增T细胞(expanded)以及扩增后各种刺激(CD3/CD28抗体、BPK-21、BPK-25、EV-96、EV-3和EV-93)的T细胞(activated)

技术方法

TMT-exp,TMT-ABPP,isoTOP-ABPP

实验路线图

研究结果

1. 化学蛋白组学构建T细胞活化过程中半胱氨酸反应性图谱

通过TMT-exp和TMT-ABPP组学技术对三组T细胞进行检测,共鉴定到约4800个蛋白,16184个半胱氨酸残基;其中差异蛋白超过1100个,160个蛋白的Cys发生变化,它们多数与免疫反应、细胞氧化还原状态、金属与辅因子结合等功能有关。

半胱氨酸反应性组学图谱检测流程与结果

2. 化学蛋白组学构建T细胞活化过程中半胱氨酸连接性图谱

通过TMT-exp、TMT-ABPP、isoTOP-ABPP组学技术对三组T细胞进行检测,在2283种蛋白质中鉴定出3466种连接半胱氨酸,这些连接半胱氨酸主要与免疫信号通路,DNA-蛋白互作,蛋白-蛋白互作等功能有关。

半胱氨酸连接性组学图谱检测流程与结果

3. T细胞功能相关小分子的筛选与靶点分析

作者对结构复杂的130种亲电小分子进行了多维筛选,以确定在低mM浓度下抑制T细胞活化而不引起细胞毒性的化合物,最终筛选出了19种。之后利用TMT-ABPP和isoTOP-ABPP方法对筛选5种小分子(BPK-21、BPK-25、EV-96、EV-3和EV-93)的蛋白靶点。

免疫相关小分子筛选与靶点分析

4. 小分子作用机制解析

通过ELISA、qPCR、WB、酶活性检测、CRISPR/Cas9基因编辑结合组学数据共同解析几种小分子不同的作用机理:EV-3介导的BIRC2和BIRC3降解;BPK-25促进NuRD复合物的降解;EV-96促进了免疫激酶的降解等。

免疫相关小分子作用机制分析

小编小结

本研究从化学蛋白组学入手,构建了人类原代T细胞半胱氨酸反应性和连接性的整体图景,后续通过组学结合表型实验筛选出新的免疫调节小分子,并解析不同小分子作用机制的差异。本文的研究为免疫调节药物开发提供了新的研究思路。



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