浙大学者《eLife》论文描绘人类蛋白激酶组亚细胞定位图谱

浙江大学生命科学研究院赵斌实验室于2021年5月14日在eLife上在线发表了题为《A subcellular map of the human kinome》的论文，首次在蛋白激酶组水平上描绘了他们的亚细胞定位信息。

蛋白质磷酸化是一种重要的蛋白质翻译后修饰，它在包括代谢、增殖、分化、迁移等在内的几乎所有的细胞生理活动中发挥调节作用。介导该修饰过程的酶被称为蛋白激酶。人类基因组编码538个蛋白激酶，合称为蛋白激酶组，约占整个基因组的2%，是人类细胞中最大的蛋白家族之一。蛋白激酶的失调在人类疾病，特别是癌症中扮演着重要角色，是精准治疗的关键药物靶点，目前正在进行I期临床试验的激酶靶点就有30多个。

蛋白质通过分选途径和翻译后修饰实现特定的亚细胞定位，形成相互作用网络，是细胞区域化的重要组成部分。为了在均一的实验条件下描绘人类蛋白激酶组的亚细胞定位情况，赵斌课题组构建了覆盖人类蛋白激酶组85%成员的质粒表达文库，在统一实验条件下进行免疫荧光染色，逐一确定每个蛋白激酶的亚细胞定位情况，绘制了蛋白激酶组亚细胞定位图谱Kinome Atla （KA）。经过共聚焦显微镜观测，先后采用细胞器标志物共染、数据库比对和更换表达标签位置等手段来获得准确、系统性的研究结果。为方便本资源的检索和使用，所有影像资源已经上传至theCellImageLibrary数据库，供科研工作者参考。http://cellimagelibrary.org/pages/kinome_atlas

对KA的分析发现，不同的激酶家族具有不同的细胞亚细胞定位偏好性，体现了进化上的关联和在细胞信号转导过程中的不同分工。研究还揭示了一批蛋白激酶在线粒体、细胞质膜、细胞外基质及细胞内特殊结构的新定位。发现了液——液相变可能在蛋白激酶凝集体形成中发挥较为广泛的作用，为蛋白激酶的调控研究提示了新的方向。作者还进一步研究了新发现的具有线粒体膜间隙定位的蛋白激酶MOK，揭示了它在线粒体嵴动态性、呼吸、氧化应激方面的作用。这一资源与磷酸化蛋白质组联用将广泛的促进对正常和疾病状态下细胞活动的机制解析。

浙大生命科学研究院博士研究生张海涛是论文的第一作者，赵斌教授为通讯作者。该工作得到了冯新华、陆华松、梁廷波、夏总平、陈良怡、汪方炜等合作实验室的支持。该研究得到了国家自然科学基金面上面目、重点项目、国家重点研发计划、浙江省自然科学基金等资助。