J Proteo:科學家有望利用當前的方法來揭示化學物質的不良生物學效應!
[日期:2021-11-29] | 作者:生物谷 次瀏覽 | [字體:大 中 小] |
化學物質和蛋白質之間的分子相互作用常常會促進細胞功能的改變,毒理學研究中所面臨的挑戰之一就是預測暴露于化學物質所產生的影響,評估暴露所產生的影響意味著就要去理解起作用機制,從而識別出相互作用的特定蛋白靶點,當前的方法主要是利用對靶點和其作用機制的理解來預測特征性化學物質所產生的影響效應。那么我們所暴露的污染物和其它化學物質如何影響機體健康呢?近日,一篇發表在國際雜志Journal of Proteomics上題為“Systematic analysis of chemical-protein interactions from zebrafish embryo by proteome-wide thermal shift assay, bridging the gap between molecular interactions and toxicity pathways”的研究報告中,來自瑞典林雪平大學等機構的科學家們通過研究利用一種新方法識別出了機體中會被化學物質所影響的蛋白質,這種方法或能被用來發現在早期階段發現是否一種物質會在有機體中產生一定的生物學效應。
圖片來源:CC0 Public Domain
這些化學物質存在于我們所攝入的水、飲料以及我們周圍的環境中(污染物),有超過10萬種化學物質被用于制造業、農業、工業和消費物品;每一天我們都在與被吸收到機體中的化學物質之間接觸并發生相互作用,其中一些對機體健康有著負面影響,此外,一些物質當與其它物質結合時就會對機體健康有害,這種現象稱之為“雞尾酒效應”(cocktail effect)。
近些年來,科學家們在毒理學研究上所面臨的一項挑戰就是如何預測多種不同化學物質混合所產生的影響;研究者Veronica Lizano-Fallas博士說道,如今污染物的水平在不斷提高,而且要想測試所有的化學物質是非常困難的,而且測試混合物也尤為困難;我們相信這種新方法或能比傳統方法更加有效地利用時間和金錢,而傳統方法僅能一次測試對生物機制所產生的影響。
研究人員強調,我們所描述的新方法或能被用來在早期階段檢測化學物質所產生的不良生物效應,這些效應還能利用其它方法詳細進行研究?;瘜W物質能以一種相當雜亂的方式與蛋白質之間發生相互作用,而且研究者經常發現多個蛋白會受到其所檢測的物質的影響,而研究者所看到的蛋白質的功能或許會受到其與化學物質之間相互作用的影響,這或許與污染物和有害物質在細胞中所產生的影響一致。
本文中,研究人員所使用的新方法基于一種為了研究藥品而開發的技術,即蛋白質組整體溶解度的改變(縮寫為PISA),如今研究人員已經分析了如何使用這種方法來識別生物體中與污染物和其它化學物質相互作用的蛋白質。為了從有機體多種類型的細胞中獲取蛋白,及其蛋白質組,研究人員從斑馬魚胚胎中提取出了蛋白質,并將蛋白質組與一種或多種物質進行混合。
圖片來源:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1874391921002815?via%3Dihub
如今研究人員已經將這種新方法應用到了四種情況,首先就是單獨的污染物、其次是化學物質的混合物、一種新型的生物活性物質以及一種新藥物所產生的不良反應。比如,他們測試了已知的環境毒素TCDD所產生的效應,并確定了多個容易受到TCDD影響的蛋白質,而這在此前研究中研究人員并不清楚;本文結果表明,通過研究有機體的復雜蛋白質組學特征,這種方法或許就能讓科學家們尋找化學物質和機體蛋白之間更有可能性的分子相互作用。
綜上,本文研究結果表明,研究人員所開發的新方法或能幫助識別出蛋白質靶點,并能有效區分蛋白質溶解性的增加和降低,并能提供額外的數據來補充相互作用的機制圖譜,研究者預測,進行這種蛋白質組整體溶解性的檢測,正如此前他們無偏見地識別化學物質的蛋白質靶點,其或能有效彌補分子相互作用和毒性通路之間的差距。(生物谷Bioon.com)