方法文章

研究蛋白质精氨酸甲基化：途径和方法

DOI：

10.3791/64821

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2023年1月20日

1Pharmacology and Toxicology and Structural Genomics Consortium, University of Toronto

本文内容

摘要

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文章讨论：

Hutchinson， A.， Seitova， A. 使用杆状病毒表达载体系统生产重组 PRMT 蛋白。可视化实验杂志。（173），doi：10.3791/62510 （2021）。

Maniaci， M.， Marini， F.， Massignani， E.， Bonaldi， T.一种基于质谱的蛋白质组学方法，用于全局和高可信度的蛋白质 R 甲基化分析。可视化实验杂志。（182），doi：10.3791/62409 （2022）。

Habisch， H.， Zhang， F.， 周， Q.， Madl， T. 通过核磁共振波谱探索精氨酸甲基化组。可视化实验杂志。（178），doi：10.3791/63245 （2021）。

Szewczyk， M. M.， Vu， V.， Barsyte-Lovejoy， D. 研究细胞中蛋白质精氨酸甲基转移酶 1-9 活性的定量方法。可视化实验杂志。（174），doi： 10.3791/62418 （2021）。

Poulard， C.， Jacquemetton， J.， Valantin， J.， Treilleux， I.， Le Romancer， M. 邻位连接测定可以检测、定位和定量固定组织中的蛋白质精氨酸甲基化。可视化实验杂志。（185），doi：10.3791/64294 （2022）。

社论

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蛋白质精氨酸甲基化是一种翻译后修饰，参与广泛生物过程的调节1,2,3。蛋白质精氨酸甲基转移酶 （PRMT） 家族的九个成员可以以单甲基和二甲基对称或不对称的方式甲基化精氨酸。了解 PRMT 的功能后果并对甲基化底物进行编目极大地推进了对 PRMT 酶的理解，并促进了它们与疾病的联系2。此外，强效和选择性抑制剂的开发使基于化学生物学的方法能够研究 PRMT，并加速了 PRMT 靶向药物的临床开发3。随着PRMTs领域的发展，新方法及其应用将进一步阐明这些酶的调控和生物学。

在本方法集中，一篇关于PRMT蛋白重组生产的文章详细介绍了基于杆状病毒的表达系统4。可以使用细菌表达生成多个PRMT;然而，较大或复杂的依赖性 PRMT，例如 PRMT7 或 PRMT5，需要昆虫细胞表达系统。这种方法已经使许多 体外 确定PRMT底物的工作受益。

在细胞环境中研究PRMT底物需要复杂的检测方法。本合集中的两篇文章提出了不同的方法，这些方法依赖于甲基化精氨酸的抗体富集，然后进行质谱定量或使用核磁共振 （NMR） 进行抗体非依赖性定量。开发了几种识别不同甲基化状态的抗体，并已用于鉴定PRMT底物的研究5。质谱方法通过采用代谢标记、随后的复杂分离技术和基于抗体的富集6，能够定量评估细胞蛋白精氨酸甲基化。PRMT 家族的几个成员更喜欢甲基化精氨酸，这些精氨酸存在于位于蛋白质内在无序区域的重复 RGG 基序中7。基于核磁共振波谱的方法能够确定所有精氨酸衍生物（单和二，对称和不对称）的甲基化状态和位置，在复杂的生物样品中可以可靠地定量它们8。

最后，为了鉴定特定蛋白质中的甲基化精氨酸残基，两篇文章提供了基于蛋白质印迹和邻近连接测定 （PLA） 的方法。这两种方法都利用基于抗体的检测，但在检测方法和提供的信息上有所不同。蛋白质印迹法是定量的，在表征化学探针方面很有价值9.PLA提供了有关甲基化精氨酸空间位置的信息，因为它使用靶蛋白抗体和单甲基或二甲基精氨酸的通用抗体，从而规避了产生特异性抗体的需要，并且可以显着用于固定组织10。

这些不同的方法将共同实现在各种细胞系统和疾病状态下稳健发现甲基化精氨酸，并进一步推进 PRMT 酶生物学功能的基础知识。

披露

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作者没有什么可透露的。

致谢

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D.B.L. 得到了加拿大自然科学与工程研究委员会 （NSERC） 的支持。结构基因组学联盟是一家注册慈善机构（编号：1097737），通过安大略省基因组学研究所 [OGI-196]、EU/EFPIA/OICR/McGill/KTH/Diamond Innovative Medicines Initiative 2 Joint Undertaking [EUbOPEN grant 875510]、Janssen、Merck KGaA（在加拿大和美国也称为 EMD）、辉瑞和武田接受来自拜耳公司、勃林格殷格翰、百

时美施贵宝、基因泰克、加拿大基因组公司的资金。

参考文献

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  1. Bedford, M. T., Clarke, S. G. Protein arginine methylation in mammals: who, what, and why. Molecular Cell. 33 (1), 1-13 (2009).
  2. Blanc, R. S., Richard, S. Arginine methylation: The coming of age. Molecular Cell. 65 (1), 8-24 (2017).
  3. Wu, Q., Schapira, M., Arrowsmith, C. H., Barsyte-Lovejoy, D. Protein arginine methylation: from enigmatic functions to therapeutic targeting. Nature Reviews. Drug Discovery. 20 (7), 509-530 (2021).
  4. Hutchinson, A., Seitova, A. Production of recombinant PRMT proteins using the baculovirus expression vector system. Journal of Visualized Experiments. (173), e62510(2021).
  5. Dhar, S., et al. Loss of the major Type I arginine methyltransferase PRMT1 causes substrate scavenging by other PRMTs. Scientific Reports. 3, 1311(2013).
  6. Maniaci, M., Marini, F., Massignani, E., Bonaldi, T. A mass spectrometry-based proteomics approach for global and high-confidence protein R-methylation analysis. Journal of Visualized Experiments. (182), e62409(2022).
  7. Thandapani, P., O'Connor, T. R., Bailey, T. L., Richard, S. Defining the RGG/RG motif. Molecular Cell. 50 (5), 613-623 (2013).
  8. Habisch, H., Zhang, F., Zhou, Q., Madl, T. Exploring the arginine methylome by nuclear magnetic resonance spectroscopy. Journal of Visualized Experiments. (178), e63245(2021).
  9. Szewczyk, M. M., Vu, V., Barsyte-Lovejoy, D. Quantitative methods to study protein arginine methyltransferase 1-9 activity in cells. Journal of Visualized Experiments. (174), e62418(2021).
  10. Poulard, C., Jacquemetton, J., Valantin, J., Treilleux, I., Le Romancer, M. Proximity ligation assay allows the detection, localization, and quantification of protein arginine methylation in fixed tissue. Journal of Visualized Experiments. (185), e64294(2022).

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