首次在蛋白激酶組水平上描繪他們的亞細胞定位信息

　　浙江大學生命科學研究院趙斌實驗室于2021年5月14日在eLife上在線發表了題為《A subcellular map of the human kinome》的論文，首次在蛋白激酶組水平上描繪了他們的亞細胞定位信息。

　　蛋白質磷酸化是一種重要的蛋白質翻譯后修飾，它在包括代謝、增殖、分化、遷移等在內的幾乎所有的細胞生理活動中發揮調節作用。介導該修飾過程的酶被稱為蛋白激酶。人類基因組編碼538個蛋白激酶，合稱為蛋白激酶組，約占整個基因組的2%，是人類細胞中最大的蛋白家族之一。蛋白激酶的失調在人類疾病，特別是癌癥中扮演著重要角色，是精準治療的關鍵藥物靶點，目前正在進行I期臨床試驗的激酶靶點就有30多個。

　　蛋白質通過分選途徑和翻譯后修飾實現特定的亞細胞定位，形成相互作用網絡，是細胞區域化的重要組成部分。為了在均一的實驗條件下描繪人類蛋白激酶組的亞細胞定位情況，趙斌課題組構建了覆蓋人類蛋白激酶組85%成員的質粒表達文庫，在統一實驗條件下進行免疫熒光染色，逐一確定每個蛋白激酶的亞細胞定位情況，繪制了蛋白激酶組亞細胞定位圖譜Kinome Atla（KA）。經過共聚焦顯微鏡觀測，先后采用細胞器標志物共染、數據庫比對和更換表達標簽位置等手段來獲得準確、系統性的研究結果。為方便本資源的檢索和使用，所有影像資源已經上傳至the Cell Image Library數據庫，供科研工作者參考。

　　 對KA的分析發現，不同的激酶家族具有不同的細胞亞細胞定位偏好性，體現了進化上的關聯和在細胞信號轉導過程中的不同分工。研究還揭示了一批蛋白激酶在線粒體、細胞質膜、細胞外基質及細胞內特殊結構的新定位。發現了液——液相變可能在蛋白激酶凝集體形成中發揮較為廣泛的作用，為蛋白激酶的調控研究提示了新的方向。作者還進一步研究了新發現的具有線粒體膜間隙定位的蛋白激酶MOK，揭示了它在線粒體嵴動態性、呼吸、氧化應激方面的作用。這一資源與磷酸化蛋白質組聯用將廣泛的促進對正常和疾病狀態下細胞活動的機制解析。

　　浙大生命科學研究院博士研究生張海濤是論文的第一作者，趙斌教授為通訊作者。該工作得到了馮新華、陸華松、梁廷波、夏總平、陳良怡、汪方煒等合作實驗室的支持。該研究得到了國家自然科學基金面上面目、重點項目、國家重點研發計劃、浙江省自然科學基金等資助。