Определение роли фосфорилирования белков в развитии заболеваний
Завьялова М.Г.1 , Згода В.Г.1, Николаев Е.Н.2
1. Научно-исследовательский институт биомедицинской химии имени В.Н. Ореховича, Москва, Россия 2. Научно-исследовательский институт биомедицинской химии имени В.Н. Ореховича, Москва, Россия; Сколковский институт науки и технологий (Сколтех), Москва, Россия
В последние десятилетия исследования молекулярных основ развития социально значимых заболеваний сделали большой шаг вперед благодаря развитию высокопроизводительных методов геномики и протеомики. Многочисленные исследования в рамках глобальной программы “Протеом человека” были направлены на идентификацию всех возможных белков в различных клеточных культурах и тканях, в том числе и раковых. Одной из целей было выявление так называемых биомаркеров – белков, специфических для определенных патологий. Однако во многих случаях показано, что развитие заболевания связано не с появлением новых белков, а зависит от уровня экспрессии генов или специфических протеоформ белков – сплайс-вариантов, одиночных аминокислотных замен (SAP) и пост-трансляционных модификаций (ПТМ) белков. ПТМ могут играть ключевую роль в развитии патологии, потому что они активируют различные регуляторные или структурные белки в большинстве клеточных физиологических процессов. Среди таких модификаций наиболее значимой является фосфорилирование. В данном обзоре рассмотрены методы анализа фосфорилирования, применяемые в исследованиях молекулярных основ онкологических заболеваний, а также приведены примеры, когда модифицированные белки вносят непосредственный вклад в их развитие. Скрининг таких значимых ПТМ применяется для диагностики и выбора методов лечения.
Завьялова М.Г., Згода В.Г., Николаев Е.Н. (2017) Определение роли фосфорилирования белков в развитии заболеваний. Биомедицинская химия, 63(2), 101-114.
Завьялова М.Г. и др. Определение роли фосфорилирования белков в развитии заболеваний // Биомедицинская химия. - 2017. - Т. 63. -N 2. - С. 101-114.
Завьялова М.Г. и др., "Определение роли фосфорилирования белков в развитии заболеваний." Биомедицинская химия 63.2 (2017): 101-114.
Завьялова, М. Г., Згода, В. Г., Николаев, Е. Н. (2017). Определение роли фосфорилирования белков в развитии заболеваний. Биомедицинская химия, 63(2), 101-114.
Переводная версия в журнале «Biomedical Chemistry (Moscow) Supplement Series B»:10.1134/S1990750817030118
Rikova K., Guo A., Zeng Q., Possemato A., Yu J., Haack H., Nardone J., Lee K., Reeves C., Li Y. et al. (2007) Cell, 131, 1190-1203. CrossRef Scholar google search
Matallanas D., Birtwistle M., Romano D., Zebisch A., Rauch J., von Kriegsheim A., Kolch W. (2011) Genes Cancer, 2, 232-260. CrossRef Scholar google search
García-Carracedo D., Ángeles Villaronga M., Álvarez-Teijeiro S., Hermida-Prado F., Santamaría I., Allonca E., Suárez-Fernández L., Gonzalez M.V., Balbín M., Astudillo A., Martínez-Camblor P., Su G.H., Rodrigo J.P., García-Pedrero J.M. (2016) Oncotarget, 7, 29780-29793. Scholar google search
Gully C.P., Velazquez-Torres G., Shin J.-H., Fuentes-Mattei E., Wang E., Carlock C., Chen J., Rothenberg D., Adams H.P., Choi H.H., Guma S., Phan L., Chou P.-C., Su C.-H., Zhang F., Chen J.-S., Yang T.-Y., Yeung S.-C.J., Lee M.-H. (2012) Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 09, E1513-E1522. CrossRef Scholar google search
Rector J., Kapil S., Treude K.J., Kumm P., Glanzer J.G., Byrne B.M., Liu S., Smith L.M., DiMaio D.J., Giannini P., Smith R.B., Oakley G.G. (2016) Oncotarget, 8, 9243-9250. Scholar google search
de Miguel-Luken M.J., Chaves-Conde M., Quintana B., Menoyo A., Tirado I., de Miguel-Luken V., Pachón J., Chinchón D., Suarez V., Carnero A. (2016) Oncotarget, 7, 31723-31737. Scholar google search
Okayama A., Kimura Y., Miyagi Y., Oshima T., Oshita F., Ito H., Nakayama H., Nagashima T., Rino Y., Masuda M., Ryo A., Hirano H. (2016) J. Proteomics, 139, 60-66. CrossRef Scholar google search
Carter J.H., Deddens J.A., Spaulding IV N.R., Lucas D., Colligan B.M., Lewis T.G., Hawkins E., Jones J., Pemberton J.O., Douglass L.E., Graff J.R. (2016) Br. J. Cancer, 114, 444-453. CrossRef Scholar google search
Piersma S.R., Knol J.C., de Reus I., Labots M., Sampadi B.K., Pham T.V., Ishihama Y., Verheul H.M.W., Jimenez C.R. (2015) J. Proteomics, 127, 247-258. CrossRef Scholar google search
Klammer M., Kaminski M., Zedler A., Oppermann F., Blencke S., Marx S., Muller S., Tebbe A., Godl K., Schaab C. (2012) Mol. Cell. Proteomics, 11, 651-668. CrossRef Scholar google search
Tan X., Liu P., Huang Y., Zhou L., Yang Y., Wang H., Yu B., Meng X., Zhang X., Gao F. (2016) PLoS One, 11, e0152280. Scholar google search
Booy E.P., Johar D., Maddika S., Pirzada H., Sahib M.M., Gehrke I., Loewen S., Louis S.F., Kadkhoda K., Mowat M., Los M. (2006) Arch. Immunol. Ther. Exp. (Warsz), 54, 85-101. CrossRef Scholar google search
Greenhalgh J., Bagust A., Boland A., Dwan K., Beale S., Hockenhull J., Proudlove C., Dundar Y., Richardson M., Dickson R., Mullard A., Marshall E. (2015) Health Technol. Assess., 19, 1-134. Scholar google search
Segovia-Mendoza M., González-González M.E., Barrera D., Díaz L., García-Becerra R. (2015) Am. J. Cancer Res., 5, 2531-2561. Scholar google search
Qiu P., Wang S., Liu M., Ma H., Zeng X., Zhang M., Xu L., Cui Y., Xu H., Tang Y., He Y., Zhang L. (2017) BMC Cancer, 17, 55. CrossRef Scholar google search
Haas-Kogan D.A., Prados M.D., Tihan T., Eberhard D.A., Jelluma N., Arvold N.D., Baumber R., Lamborn K.R., Kapadia A., Malec M., Berger M.S., Stokoe D. (2005) J. Natl. Cancer Inst., 97, 880-887. CrossRef Scholar google search
Mellinghoff I.K., Wang M.Y., Vivanco I., Haas-Kogan D.A., Zhu S., Dia E.Q., Lu K.V., Yoshimoto K., Huang J.H.Y., Chute D.J. et al. (2005) N. Engl. J. Med., 353, 2012-2024. CrossRef Scholar google search
Tuchen M., Wilisch-Neumann A., Daniel E.A., Baldauf L., Pachow D., Scholz J., Angenstein F., Stork O., Kirches E., Mawrin C. (2017) Eur. J. Cancer, 73, 9-21. CrossRef Scholar google search
Zhong D., Xiong L., Liu T., Liu X., Liu X., Chen J., Sun S.-Y., Khuri F.R., Zong Y., Zhou Q., Zhou W. (2009) J. Biol. Chem., 284, 23225-23233. CrossRef Scholar google search
Machida K., Eschrich S., Li J., Bai Y., Koomen J., Mayer B.J., Haura E.B. (2010) PLoS One, 5, e13470. CrossRef Scholar google search
Zhang X., Belkina N., Jacob H.K.C., Maity T., Biswas R., Venugopalan A., Shaw P.G., Kim M.-S., Chaerkady R., Pandey A., Guha U. (2015) Proteomics, 15, 340-355. CrossRef Scholar google search
Guo A., Villen J., Kornhauser J., Lee K.A., Stokes M.P., Rikova K., Possemato A., Nardone J., Innocenti G., Wetzel R. et al. (2008) Proc. Natl. Acad. Sci., 105, 692-697. CrossRef Scholar google search
Brumbaugh K., Johnson W., Liao W.-C., Lin M.-S., Houchins J.P., Cooper J., Stoesz S., Campos-Gonzalez R. (2011) Meth. Mol. Biology, 717, 3-43. CrossRef Scholar google search
Liotta L.A., Espina V., Mehta A.I., Calvert V., Rosenblatt K., Geho D., Munson P.J., Young L., Wulfkuhle J., Petricoin E.F. (2003) Cancer Cell, 3, 317-325. CrossRef Scholar google search
Labots M., Gotink K.J., Dekker H., Azijli K., van der Mijn J.C., Huijts C.M., Piersma S.R., Jiménez C.R., Verheul H.M.W. (2016) Exper. Molec. Med., 48, e279. CrossRef Scholar google search
Savitski M.M., Lemeer S., Boesche M., Lang M., Mathieson T., Bantscheff M., Kuster B. (2011) Mol. Cell. Proteomics, 10, M110.003830-M110.003830. Scholar google search
Taus T., Köcher T., Pichler P., Paschke C., Schmidt A., Henrich C., Mechtler K. (2011) J. Proteome Res., 10, 5354-5362. CrossRef Scholar google search
Nakagami H., Sugiyama N., Mochida K., Daudi A., Yoshida Y., Toyoda T., Tomita M., Ishihama Y., Shirasu K. (2010) PLANT Physiol., 153, 1161-1174. CrossRef Scholar google search
Beck A., Deeg M., Moeschel K., Schmidt E.K., Schleicher E.D., Voelter W., Häring H.U., Lehmann R. (2001) Rapid Commun. Mass Spectrom., 15, 2324-2333. CrossRef Scholar google search
Olsen J.V., Vermeulen M., Santamaria A., Kumar C., Miller M.L., Jensen L.J., Gnad F., Cox J., Jensen T.S., Nigg E.A., Brunak S.,Mann M. (2010) Sci. Signal., 3, ra3-ra3. CrossRef Scholar google search
Sharma K., D’Souza R.C.J., Tyanova S., Schaab C., Wiśniewski J.R., Cox J., Mann M. (2014) Cell Rep., 8, 1583-1594. CrossRef Scholar google search
Mayya V., Lundgren D.H., Hwang S.-I., Rezaul K., Wu L., Eng J.K., Rodionov V., Han D.K. (2009) Sci. Signal., 2, ra46-ra46. CrossRef Scholar google search
Grønborg M., Kristiansen T.Z., Stensballe A., Andersen J.S., Ohara O., Mann M., Jensen O.N., Pandey A. (2002) Mol. Cell. Proteomics, 1, 517-527. CrossRef Scholar google search
Wolf-Yadlin A., Hautaniemi S., Lauffenburger D.A., White F.M. (2007) Proc. Natl. Acad. Sci., 104, 5860-5865. CrossRef Scholar google search
Narumi R., Murakami T., Kuga T., Adachi J., Shiromizu T., Muraoka S., Kume H., Kodera Y., Matsumoto M., Nakayama K., Miyamoto Y., Ishitobi M., Inaji H., Kato K., Tomonaga T. (2012) J. Proteome Res., 11, 5311-5322. CrossRef Scholar google search
Yu Y., Anjum R., Kubota K., Rush J., Villen J., Gygi S.P. (2009) Proc. Natl. Acad. Sci., 106, 11606-11611. CrossRef Scholar google search
Darwanto A., Curtis M.P., Schrag M., Kirsch W., Liu P., Xu G., Neidigh J.W., Zhang K. (2010) J. Biol. Chem., 285, 21868-21876. CrossRef Scholar google search
LeRoy G., DiMaggio P.A., Chan E.Y., Zee B.M., Blanco M., Bryant B., Flaniken I.Z., Liu S., Kang Y., Trojer P., Garcia B.A. (2013) Epigenetics & Chromatin, 6, 20. CrossRef Scholar google search
Jaffe J.D., Wang Y., Chan H.M., Zhang J., Huether R., Kryukov G.V., Bhang H.C., Taylor J.E., Hu M., Englund N.P. et al. (2013) Nature Genetics, 45, 1386-1391. CrossRef Scholar google search
Shen Z., Wang B., Luo J., Jiang K., Zhang H., Mustonen H., Puolakkainen P., Zhu J., Ye Y., Wang S. (2016) J. Proteomics, 142, 24-32. CrossRef Scholar google search
Gao J., Liao R., Yu Y., Zhai H., Wang Y., Sack R., Peters A.H.F.M., Chen J., Wu H., Huang Z., Hu M., Qi W., Lu C., Atadja P., Oyang C., Li E., Yi W., Zhou S. (2014) Anal. Chem., 86, 9679-9686. CrossRef Scholar google search
Kim W., Bennett E.J., Huttlin E.L., Guo A., Li J., Possemato A., Sowa M.E., Rad R., Rush J., Comb M.J., Harper J.W., Gygi S.P. (2011) Mol. Cell, 44, 325-340. CrossRef Scholar google search
Wu J., Qin H., Li T., Cheng K., Dong J., Tian M., Chai N., Guo H., Li J., You X., Dong M., Ye M., Nie Y., Zou H., Fan D. (2016) Oncotarget, 7, 25315-25327. Scholar google search
Lattova E., Bartusik D., Spicer V., Jellusova J., Perreault H., Tomanek B. (2011) Mol. Cell. Proteomics, 10, M111.007765-M111.007765. Scholar google search
Lin P.-C., Yang Y.-F., Tyan Y.-C., Hsiao E.S.L., Chu P.-C., Lee C.-T., Lee J.-C., Chen Y.-M. A., Liao P.-C. (2016) PLoS One, 11. CrossRef Scholar google search
