Global sequencing of proteolytic cleavage sites in apoptosis by specific labeling of protein N termini.
Global sequencing of proteolytic cleavage sites in apoptosis by specific labeling of protein N termini.
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DOI：
10.1016/j.cell.2008.08.012
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发表时间：
2008-09-05
期刊：
影响因子：
64.5
通讯作者：
Wells JA
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Mahrus S;Trinidad JC;Barkan DT;Sali A;Burlingame AL;Wells JA
人类基因组中的近600种蛋白酶调节多种生物过程，包括程序性细胞死亡。复杂生物样品中蛋白酶信号传导的全面表征受到可用蛋白质组学方法的限制。我们已经开发了一种通用的方法，用于全球性的鉴定蛋白水解切割位点的基础上酶促生物素化的游离蛋白质N-末端和相应的N-末端肽的阳性富集。利用这种方法研究细胞凋亡，我们已经测序了分布在292个蛋白质底物中的333个半胱天冬酶样切割位点。这些位点通常不能通过体外胱天蛋白酶底物特异性预测，但可用于预测其他生理性胱天蛋白酶切割位点。结构生物信息学研究表明，半胱天冬酶切割位点经常出现在表面可接近的环，甚至偶尔在螺旋区域。引人注目的是，我们还发现，不成比例数量的半胱天冬酶底物物理相互作用，这表明这些二聚体蛋白酶靶向蛋白复合物和网络，引发细胞凋亡。
The nearly 600 proteases in the human genome regulate a diversity of biological processes, including programmed cell death. Comprehensive characterization of protease signaling in complex biological samples is limited by available proteomic methods. We have developed a general approach for global identification of proteolytic cleavage sites based on enzymatic biotinylation of free protein N-termini and positive enrichment of corresponding N-terminal peptides. Using this method to study apoptosis, we have sequenced 333 caspase-like cleavage sites distributed among 292 protein substrates. These sites are generally not predicted by in vitro caspase substrate specificity, but can be used to predict other physiological caspase cleavage sites. Structural bioinformatic studies show that caspase cleavage sites often appear in surface accessible loops and even occasionally in helical regions. Strikingly, we also find that a disproportionate number of caspase substrates physically interact, suggesting that these dimeric proteases target protein complexes and networks to elicit apoptosis.
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