ACS Cent. Sci. | 化学蛋白质组学及表型筛选鉴定血小板内膳食来源亲电分子的共价靶点

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发表在ACS Central Science上的文章:Integrating Phenotypic and Chemoproteomic Approaches to Identify Covalent Targets of Dietary Electrophiles in Platelets,通讯作者是悉尼大学的Xuyu Liu教授,其课题组主要通过化学合成及蛋白质组学手段来帮助精准药物研究。本文中他们通过研究23种植物中亲电分子对血小板的影响,发现萝卜硫素(Sulforaphane)具有抗血小板的能力,可能未来用于血管疏通。


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血小板除在受伤时帮助止血外,在一些病理条件下也与血栓的形成有关,如缺血性中风、心肌梗死等,目前的抗血小板疗法由于在帮助疏通血管的同时也会影响血小板正常的止血功能,因此容易引发出血。此前有大量研究表明膳食来源的植物化学物质有助于帮助中风的治疗,考虑到很多这类化学物质中都包含亲电性的基团,可能与蛋白上的亲核型残基发生共价反应,因此本文作者希望对这些化学物质在蛋白上产生的共价修饰以及后续的功能进行研究。
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作者首先挑选了23种具有共价修饰潜力且被报道具有抗血栓功能的化合物,分别将它们与分离出的血小板孵育,再使用四种不同的激动剂处理来确定这些化合物对血小板激活过程的影响。通过在孵育后进行稀释,他们排除了其中可能由于非共价作用发挥的功能,最终他们发现一些化合物如Juglone能够广泛地抑制所有途径导致的血小板激活,而其它一些化合物例如SFN能够选择性地抑制某些途径且不影响凝血酶途径。由于其中SFNADP介导的血小板聚集的特异性抑制作用,作者最终挑选了SFN用于后续研究。
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构效关系的研究表明SFN结构中的亚砜和异硫氰酸酯部分均对其活性和选择性至关重要,因此作者在保留二者的同时添加了炔基以得到SFNp用于SFN的靶点鉴定。由于SFN对血小板聚集的抑制功能需要约2h的孵育,因此作者分别处理3060120min血小板,再将探针通过click反应连接生物素进行富集和后续的质谱鉴定,并在结果中寻找那些在30min时结合较少,而120min时结合大幅上升的蛋白,最终他们找到了硫醇异构酶PDIA6后续的纯蛋白实验表明SFN修饰在b结构域的C291/C297以及K85位,作者随后也通过分子动力学对这一结合模式进行了解释。
后续作者对SFN处理后的PDIA6的相互作用组进行了研究,他们发现SFN修饰的PDIA6具有与intergrin αIIbβ3PI3K以及GEF的更强亲和力,对解释SFN抑制ADP激活途径具有一定帮助。最后作者在小鼠模型上证明了SFN能够在不增加出血的条件下增强rtPA溶栓疗法的效果,暗示着SFN的治疗前景。
总之,这篇文章通过表型筛选从多种亲电性植物天然产物中找到了几种能够不可逆抑制血小板聚集的分子,通过化学蛋白质组学发现其中SFN的靶点是PDIA6,并对SFN提高溶血栓疗效且避免出血的功能进行了研究。
本文作者:LDY
责任编辑:ZJ
原文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscentsci.3c00822
文章引用:https://doi.org/10.1021/acscentsci.3c00822


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