基于2D-PELSA策略解析17β-雌二醇诱导乳腺癌细胞中GPX4介导的脂质代谢重编程与铁死亡

《Nature Communications》：2D-PELSA maps multidimensional target landscapes and reveals E2-GPX4 engagement associated with ferroptosis

　　

摘要

当前用于绘制配体-蛋白质相互作用图谱的方法在解析弱但关键的结合事件和构象动力学方面面临困难，尤其针对具有多重功能的内源性激素。在此，我们开发了一种以肽段为中心、剂量分辨的策略——二维肽段中心局部稳定性测定（2D-PELSA），该方法能够在天然细胞环境中实现高度可靠的目标鉴定和局部结合亲和力的直接估计。剂量依赖信息将静态蛋白水解谱转化为局部结构重塑的定量读出，以增强分辨率分辨直接结合、别构调控、复合物重塑等事件。将该方法应用于17β-雌二醇（E2）处理的BT474乳腺癌细胞裂解液，2D-PELSA鉴定出1288个构象型E2响应肽段和24个富集于不饱和脂肪酸及长链脂肪酸代谢的候选靶点，其微摩尔级EC50值表明结合亲和力。GPX4被鉴定为E2结合的铁死亡调节因子，EC50为2.4 μM，且被微摩尔级E2下调。正交Western blot和基于质谱的测定在裂解液和活细胞中验证了这一相互作用。整合蛋白质组学、脂质组学和表型分析表明，慢性微摩尔E2暴露诱导脂质代谢重编程、脂质过氧化以及氧化性、铁依赖性细胞死亡，而这种死亡仅能被ferrostatin-1或去铁胺部分挽救。这些发现确立了2D-PELSA作为一种多用途平台，用于解析配体诱导的结构响应并在复杂生物背景中绘制靶点图谱。