Ilustración científica: Fosforilación de proteínas humanas. Crédito: Claire E. Eyers, Universidad de Liverpool; Jeroen Claus, fosfo animación biomédica.
La fosforilación en la señalización celular es mucho más diversa de lo que se pensaba
05 de noviembre de 2019 | Historia original de la Universidad de Liverpool
Investigadores de la Universidad de Liverpool han logrado un gran avance en el campo de la señalización celular.
En los seres humanos, la señalización celular normalmente regula procesos de crecimiento y reparación. Sin embargo, la señalización celular anormal contribuye a la aparición de muchas enfermedades, como el cáncer y la neurodegeneración. Por lo tanto, identificar proteínas específicas que controlan la señalización celular en estados sanos y patológicos podría ayudar a acelerar el descubrimiento de biomarcadores de enfermedades y targets farmacológicos.
Utilizando un nuevo flujo de trabajo analítico que implica espectrometría de masas, un equipo del Departamento de Bioquímica de la universidad dirigido por la profesora Claire Eyers ha demostrado que el fenómeno de la modificación de proteínas (fosforilación) en la señalización celular es mucho más diverso y complejo de lo que se pensaba. Este estudio, publicado en The EMBO Journal, abre una nueva área a explorar por los investigadores de biociencias clínicas.
La fosforilación proteica, que implica la adición de grupos de fosfato a las proteínas, es un regulador clave de la función proteica, y la definición de la fosforilación específica del sitio es esencial para entender la biología básica y de la enfermedad. En vertebrados, la investigación se ha centrado principalmente en la fosforilación de los aminoácidos serina, treonina y tirosina. Sin embargo, una evidencia creciente sugiere que la fosforilación de otros aminoácidos “no canónicos” también regula aspectos críticos de la biología celular.
Desafortunadamente, los métodos estándar de caracterización de la fosforilación proteica son en gran medida inadecuados para el análisis de estos nuevos tipos de fosforilación no canónica. En consecuencia, el paisaje completo de la fosforilación de proteínas humanas ha permanecido, hasta ahora, inexplorado.
Este estudio informa sobre una nueva estrategia de enriquecimiento de fosfopéptidos, que permite la identificación de histidina, arginina, lisina, aspartato, glutamato y sitios de fosforilación de cisteína en proteínas humanas por fosfoproteómica en base a la espectrometría de masas.
Sorprendentemente, los investigadores encontraron que el número de sitios únicos de fosforilación “no canónica” es aproximadamente un tercio del número de sitios de fosforilación observados en los clásicos residuos de serina, treonina y tirosina mejor estudiados.
La Profesora Claire Eyers, investigadora principal y directora del Centro de Investigación Proteómica en el Instituto de Biología Integrativa, manifestó: “Los nuevos sitios de fosforilación no canónica reportados en este trabajo, probablemente representen sólo la punta del iceberg; identificar el diverso paisaje de fosforilación que es probable que exista en vertebrados y no vertebrados es un desafío importante para el futuro.”
La diversidad y prevalencia de múltiples sitios de fosforilación no canónica plantea la cuestión de cómo contribuyen a la biología celular global y si podrían representar biomarcadores, targets farmacológicos o anti-targets en las redes de señalización asociadas a las enfermedades.
"El flujo de trabajo analítico basado en espectrometría de masas que hemos desarrollado permitirá a científicos de todo el mundo definir y comprender los cambios regulados en estos nuevos tipos de modificaciones de proteínas de una manera de alto rendimiento, que hemos demostrado están muy extendidas en las células humanas".
Este artículo ha sido republicado a partir de los siguientes materiales y editado para adecuar su longitud y contenido. Para obtener más información, ver la fuente citada.
Referencia: Hardman et al. 2019. Strong anion exchange‐mediated phosphoproteomics reveals extensive human non‐canonical phosphorylation. The EMBO Journal. https://doi.org/10.15252/embj.2018100847.
