En kraftfull ny biokemisk plattform driver på studien av en familj av enzymer som är lovande mål för cancerbehandling.

Publicerad idag i Vetenskapliga framsteg , den nya metoden ger en högupplöst bild av hur dessa enzymer, kallas lysinmetyltransferaser, markera proteiner selektivt med kemiska taggar som ändrar deras funktion. På grund av deras centrala roll i alla aspekter av hälsa och sjukdomar, proteiner och molekylerna som redigerar och interagerar med dem är ofta mål för terapeutisk utveckling.

Plattformen utvecklades av Van Andel Research Institute Scott Rothbart, Ph.D., i samarbete med EpiCypher, Inc.

"Denna teknik hjälper oss att bestämma proteininteraktionsnätverk för denna undersökta enzymfamilj baserad på kemisk märkning, "sa Rothbart." Flera hämmare av dessa enzymer finns för närvarande i den kliniska utvecklingsrörelsen för cancerterapi. Att definiera spektrumet av deras aktivitet är avgörande för att förstå exakt hur dessa läkemedel fungerar och för att välja pålitliga biomarkörer för att spåra deras aktivitet hos patienter. "

Människor har cirka 20, 000 gener som innehåller instruktionerna för framställning av proteiner, de molekylära arbetshästarna som är ansvariga för att utföra varje process i människokroppen, från att hjälpa till med matsmältningen till att hantera kommunikation mellan celler.

När ett protein har konstruerats, dess funktion ändras ofta genom tillägg av små kemiska taggar, som instruerar proteiner var de ska gå i cellen och när de ska utföra sitt jobb. Det finns mer än 100 olika typer av dessa taggar, inklusive tillsats av metylgrupper till aminosyran lysin.

Med sin nya teknik, teamet fann att många fler proteiner kan märkas med lysinmetylering än man tidigare trott.

"Vår studie tyder på att det vi för närvarande vet om lysinmetylering bara är toppen av isberget, "sa Evan Cornett, Ph.D., studiens första författare och en postdoktor i Rothbarts laboratorium vid institutet. "Metoden vi utvecklade gör att vi kan identifiera nya mål för hela uppsättningen lysinmetyltransferaser hos människor och, genom att göra så, hjälpa oss och andra att avgöra vilken cancer och andra sjukdomar som kan ha nytta av behandlingar som riktar sig till denna klass av enzymer. "

Denna teknik är det senaste framsteget som härrör från ett samarbete mellan Rothbarts laboratorium och EpiCypher. Deras arbete stöddes av flera National Institutes of Health (NIH) Small Business Innovation Research (SBIR) -utmärkelser. Vanligtvis känd som America's Seed Fund, SBIR tillhandahåller federalt finansierade forskningsbidrag till småföretag för att investera i amerikanskt upptäckt. SBIR -programmet stöder småföretag inom bioteknologisektorn, med fokus på strategier som har en hög potential för betydande inverkan och framgångsrik kommersialisering inom det medicinska området. SBIR beviljar ökade partnerskap inom akademisk industri för att överbrygga klyftan mellan grundläggande vetenskap och kliniska framsteg, och är viktiga stimulatorer för teknisk innovation.

"Skönheten i denna teknik är dess enkelhet och genomströmning, vilket är häpnadsväckande jämfört med nuvarande masspektrometribaserade tillvägagångssätt, "sa Martis Cowles, Ph.D., EpiCypher's Chief Business Officer och studie medförfattare. "Vi är glada över att kunna använda denna teknik för att hjälpa läkemedelsutvecklare att identifiera nya terapeutiska mål och till och med identifiera optimala målsubstrat för screening med hög genomströmningshämmare."