《Current Issues in Molecular Biology》:Systematic Analysis of MRTFB Phosphoproteomic Datasets Reveals Co-Regulated Kinase Networks and Co-Occurring Phosphosites Associated with the Actin Cytoskeleton Pathway
编辑推荐:
背景:心肌素相关转录因子B(myocardin-related transcription factor B,MRTFB)作为血清反应因子(serum response factor,SRF)的转录共激活因子,调控肌动蛋白细胞骨架动态。尽管其具有重要的生物学意
背景:心肌素相关转录因子B(myocardin-related transcription factor B,MRTFB)作为血清反应因子(serum response factor,SRF)的转录共激活因子,调控肌动蛋白细胞骨架动态。尽管其具有重要的生物学意义,但其磷酸化调控网络、上游激酶及相互作用蛋白仍知之甚少。方法:为探究这一问题,研究人员分析了全局磷酸化蛋白质组学数据集以识别主要磷酸化位点。研究人员将其他蛋白中的磷酸化位点归类为与MRTFB主要磷酸化位点正共调控或负共调控,并整合了预测的MRTFB上游激酶和相互作用蛋白。此外,还进行了磷酸化位点保守性、共发生模式以及共调控蛋白的功能和通路富集分析。结果:研究人员鉴定出S66和S921为MRTFB的主要磷酸化位点,其在多种实验条件下具有最高的检测频率。这些磷酸化位点被发现于MRTF家族内部以及多个物种间保守。在预测的上游激酶中,MAPK1、MAPK3、MAST3和CSNK1A1被鉴定为预测上游激酶。共发生分析揭示了主要磷酸化位点S66和S921之间存在高度正共发生,提示其具有相似的功能角色。功能富集分析强调了共调控蛋白参与肌动蛋白细胞骨架通路。结论:本研究提供了MRTFB详细的磷酸化蛋白质组学图谱,描绘了其参与肌动蛋白细胞骨架调控的上游激酶和共调控蛋白。
**MRTFB磷酸化蛋白质组学数据的系统分析解读**
**一、研究背景与立项依据**
蛋白质磷酸化是调控真核细胞信号转导最关键的翻译后修饰(post-translational modification,PTM)之一,由不同激酶家族介导的磷酸化级联反应控制着广泛的细胞功能。心肌素相关转录因子B(myocardin-related transcription factor B,MRTFB)又称巨核细胞白血病2(megakaryoblastic leukemia 2,MKL2),是血清反应因子(serum response factor,SRF)的转录共激活因子,通过RPEL基序与G-肌动蛋白结合,参与肌动蛋白细胞骨架动态调控。尽管MRTFB在平滑肌与骨骼肌分化、心血管发育及多种肿瘤中具有重要功能,但其位点特异的磷酸化调控网络、上游激酶及共调控相互作用蛋白仍不清楚。为此,研究人员系统整合公共磷酸化蛋白质组学数据集,解析MRTFB的磷酸化调控景观,相关成果发表于《Current Issues in Molecular Biology》。
**二、研究策略与关键方法**
研究人员通过PubMed系统检索人类磷酸化蛋白质组学研究,经人工筛选获得含class-1磷酸化位点(定位概率>75%、A-score>13)的541个定性谱图数据集和167个定量差异数据集;依据HGNC和UniProt进行位点映射。采用单侧Fisher精确检验(Fisher's exact test,FET)结合共调控比率阈值(10%)、发表文献数(≥3篇PMID)和实验条件数(≥3种)筛选高置信共调控磷酸化位点对。整合NetworKIN、AKID预测工具、iKiP-DB及Johnson等(2023)合成肽库筛选数据预测上游激酶;利用IUPred3预测 intrinsically disordered regions(IDRs);Clustal Omega进行跨物种及MRTF家族保守性分析;ShinyGO和STRING分别进行KEGG通路和功能富集分析。
**三、主要研究结果**
**3.1 MRTFB class-1磷酸化位点的组装与主要位点鉴定**:从3825篇研究中鉴定到58个(定性数据集)和26个(定量数据集)磷酸化位点,其中10个为PhosphoSitePlus未报道的新位点。S66(频率65)和S921(频率62)检测频率最高,被定义为主要磷酸化位点;S66邻近RPEL-1基序,S921位于C端转录激活结构域内的无序区域(914–967位)。
**3.2 主要位点的共调控分析**:S66与538个正共调控和144个负共调控的蛋白磷酸化位点(PsOPs)相关;S921与658个正共调控和116个负共调控PsOPs相关。顶级共调控蛋白包括MISP_S471(肌动蛋白成束蛋白)、LEMD2_S139(核膜蛋白)、MLF2_S238(髓系白血病因子2)和RFC1_S69(复制因子C亚基1)。
**3.3 激酶与磷酸酶共调控网络**:S66与RPS6KA1(S380、T573)和MAPK1(Y187、T185)等激酶活性诱导位点正共调控;S921与WNK1(S1261)、RPS6KB2(S423)及磷酸酶CDC25C(S168)正共调控。共鉴定出66个激酶和18个磷酸酶的特征磷酸化位点。
**3.4 共发生模式与比较分析**:S66与S921在21个数据集中同时上调、1个数据集中同时下调,正共发生比率为21,提示二者可能存在协同调控。比较分析发现125个共同正共调控蛋白(含SOS1、BRAF、STAT3、MRTFA、ARHGEF5/12、PPP1R9B、PPP1R12C)和18个共同负共调控蛋白(含YAP1、TLN1、RICTOR、DLC1)。
**3.5 上游激酶预测与相互作用组共调控**:MAPK1(T185/Y187)、MAPK3(T207/T198)、MAST3(S134)与S66共调控,CSNK1A1(T321)与S921正共调控;其中MAPK1的T185/Y187同时作为二元相互作用蛋白与S66正共调控。S66和S921分别与172/223个复合物相互作用蛋白磷酸化位点正共调控。
**3.6 保守性分析**:S66在小鼠、大鼠、牛中分别保守为S66、S98、S77;S921分别保守为S913、S944、S919。家族内比较显示S66在人MRTFA中保守为S6,而S921在MRTFA和MYOCD中分别保守