肽突变体可能有助于识别肿瘤细胞的易损性

来自MIPT、生物医学化学研究所、化学物理能量问题研究所和物理化学医学研究所的研究人员提出了一种基于质谱数据和外显子组测序结果检测突变蛋白的算法。利用这种新方法，科学家们发现了独特的基因组变异，其中一些与癌症的发展有关。研究突变多肽将有助于发现肿瘤细胞的弱点，从而导致更有效的药物治疗。研究结果已发表在该杂志上蛋白质组学．

蛋白质组学与大数据

似乎"大数据是相对较新的。然而，很难想象有哪门科学不需要大量的数据。一方面，大数据使科学家能够进行大规模实验，从生物材料中提取更多有用的数据。另一方面，在大量信息中揭示高特异性的重要模式正变得越来越困难。为了解决这个问题，科学家们越来越专注于开发复杂的算法和/或过滤和分析数据的工作流程。

蛋白质组学——对蛋白质的大规模研究细胞整个生物体也不例外。一般来说，蛋白质、多肽及其片段可以用质谱分析。质谱分析提供了特定于氨基酸序列的肽片段信息，从而使科学家能够识别原始样本中存在的蛋白质。一种使用多种算法的搜索引擎目前可用于蛋白质鉴定。这些算法将质谱提供的肽片段模式与蛋白质数据库进行匹配，并返回与实验数据相对应的蛋白质列表。

然而，这种方法并不完全适用于没有编码在参考基因组中的蛋白质。如果一个突变蛋白从一个癌细胞不存在于搜索数据库中，那么所谓的变异肽对应的突变部分蛋白质就不会被识别出来。这就是蛋白质基因组学的由来——基因组学和蛋白质组学交叉的一个快速发展的生物研究领域。使用蛋白质基因组方法鉴定的变异肽为基因注释提供了宝贵的信息，这些信息使用标准注释方法很难或不可能确定。

蛋白质数据库的扩展

在他们的论文中，俄罗斯科学家描述了一个从突变蛋白中搜索变异肽的工作流程，以便比较不同小组和实验室的质谱结果，以明确标记癌症突变。他们的方法的有效性已经用HEK-293细胞进行了测试。HEK-293(人胚胎肾293)细胞是一种特殊的细胞系，最初来源于在组织培养中生长的人胚胎肾细胞。HEK-293细胞由于其可靠的生长和转染倾向，多年来被广泛应用于细胞生物学研究。

除了他们自己的实验数据外，研究人员还使用了最近两项分析HEK-293细胞蛋白质组的研究的质谱结果。他们根据HEK-293细胞的外显子组测序生成了所谓的蛋白质基因组分析定制数据库。外显子(编码基因的一部分)构成外显子组氨基酸序列)．因此，除了人类蛋白质的参考数据库之外，定制的蛋白质数据库现在有1336个突变蛋白序列。这仅仅意味着蛋白质“字典”已经增长。如果没有这种改进，就不可能找到“错误的”突变蛋白。癌细胞比普通细胞更容易发生突变，这就是为什么已知的癌症和“参考”细胞蛋白质之间的差异将有助于科学家更多地了解肿瘤细胞。

与质谱分析根据之前两项研究的数据和自己的实验结果，俄罗斯科学家确定了细胞中所含的多肽和相应的蛋白质。利用扩大的肽数据库进行蛋白质基因组分析，作者在HEK-293细胞中发现了113个独特的变异肽序列，涉及103个基因的外显子。

之前发现的一些突变已经被证明与不同类型的癌症有关。这些突变蛋白可能促进细胞的存活和增殖。特别是，其中一种变体与已知抑制恶性转化的p53蛋白有关。

“我们的方法可以用于基于蛋白质组学分析寻找癌症相关突变。这将有助于研究肿瘤中的蛋白质表达，并为开发靶向肿瘤中产生的突变蛋白的药物提供进一步的基础肿瘤细胞Michael Gorshkov博士说，他是该项目的合作者之一，化学物理能量问题研究所结构分析物理和化学方法实验室的负责人，也是MIPT化学物理系的成员。

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