【原】新冠數(shù)據(jù)資源 | Cell：新冠病毒侵染細胞的蛋白磷酸化圖譜

尐尐呅 2022-06-09 發(fā)布于湖北

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新型冠狀病毒（以下簡稱新冠病毒）已感染全球數(shù)百萬人并造成數(shù)十萬人死亡。對新冠病毒的多組學研究有利于加速發(fā)現(xiàn)/開發(fā)抗病毒療法。

來自美國、英國、法國、德國等多家研究機構(gòu)的研究人員在《Cell》在線發(fā)表了其最新研究成果，利用蛋白組學方法研究團隊解析了新冠病毒侵染細胞后導(dǎo)致的系統(tǒng)性磷酸化修飾改變，并發(fā)現(xiàn)了新的針對異常磷酸化通路的潛在候選藥物。

研究團隊用質(zhì)譜法研究了新冠病毒感染過程中蛋白質(zhì)豐度和磷酸化的擾動。通過將磷酸化譜圖映射到失調(diào)的激酶和信號通路，鑒定出了87種相關(guān)藥物和化合物，其中p38、CK2、CDKs、AXL 和 PIKFYVE 等激酶家族的抑制劑顯示出了強大的抗病毒活性，為 COVID-19 的治療方法提供了新的思路和依據(jù)。

為什么要研究蛋白磷酸化修飾？

目前COVID-19的臨床管理僅限于感染預(yù)防和支持性護理，為了有效地抗擊COVID-19大流行，仍然迫切需要強有力的抗病毒治療藥物，特別是那些可以在門診使用的藥物。

蛋白質(zhì)組學方法可全面量化蛋白質(zhì)豐度和磷酸化的變化，是闡明病毒發(fā)病機理的有力工具。目前許多磷酸化修飾的功能已被注釋，特別是對于磷酸化直接調(diào)節(jié)其活性的激酶，使用生物信息學方法從磷酸化圖譜中可輕松識別受調(diào)控的激酶，其中許多可能是具有治療潛力的藥物靶點。

新冠病毒感染

蛋白磷酸化修飾發(fā)生了什么變化？

使用新冠病毒侵染Vero E6細胞為模型，選擇了侵染的6個時間點（0h、2h、4h、8h、12h、24h），鑒定出4,624個磷酸化修飾位點和3,036個蛋白質(zhì)。

病毒蛋白在感染后8小時開始增加，表明病毒復(fù)制，而在24小時內(nèi)，宿主蛋白豐度僅發(fā)生微小變化。相比之下，蛋白磷酸化發(fā)生了很大的變化，這體現(xiàn)了磷酸化修飾在迅速侵染過程中有更為重要的作用。

磷酸化組學的結(jié)果顯示了部分的病毒蛋白可以發(fā)生磷酸化，并且通過序列特征分析預(yù)測，發(fā)現(xiàn)宿主的CK2,CDK和PKC是導(dǎo)致這些病毒蛋白磷酸化的上游激酶，推測這些激酶可能協(xié)助了病毒侵染。在宿主的層面，通過對磷酸化位點的聚類分析和激酶預(yù)測，發(fā)現(xiàn)p38MAPK、CK2、CAMK2G等激酶活性出現(xiàn)上調(diào)，而CDK、AKT以及Rho家族的激酶活性出現(xiàn)下調(diào)。

通過細胞學和生物化學的實驗進一步驗證這些激酶的功能。新冠病毒感染能夠促進CK2和p38 MAP激酶的激活、多種細胞因子的產(chǎn)生和有絲分裂激酶的關(guān)閉，從而導(dǎo)致細胞周期停滯。同時感染還刺激了含有CK2的絲狀突起的顯著誘導(dǎo)，這些突起攜帶出芽病毒顆粒。

這些激酶

哪些是潛在藥物靶點？

激酶是理想的藥物靶點?；谄渥⑨尩孜锪姿峄淖兓芯咳藛T評估了518種人類激酶中97種的活性變化。通過將磷酸化譜圖映射到失調(diào)的激酶和信號通路，鑒定出87種相關(guān)藥物和化合物可用于臨床試驗/臨床前開發(fā)。對68種藥物和化合物進行了測試，發(fā)現(xiàn)p38、CK2、CDKs、AXL 和 PIKFYVE 等激酶家族的抑制劑顯示出了強大的抗病毒活性。