رصد القائم على مضان آخر PAD4 عبر برو-مضان الركيزة النظير

يتم تعديل عدد كبير من البروتينات الثدييات بشكل كبير بفعل الإنزيمات التالية الحيوي من البروتينات التي الريبوسوم. ويمكن لهذه التعديلات بعد متعدية (PTMs) زيادة كبيرة في التنوع الوظيفي للبروتيوم عن طريق تغيير حجم، وتهمة، وهيكل، والدولة oligomerization (من بين الميزات الأخرى) البروتينات ^1-3. ونتيجة لذلك، فإن التغيير في بنية البروتين يمكن أن يؤدي إلى عواقب فيزيولوجية، مثل تدهور البروتين، التمايز الخلوي، مما يشير، في تعديل التعبير الجيني، وتفاعلات البروتين البروتين. في حين أن هذه التعديلات هي السائدة في نسبة كبيرة من جميع البروتينات البشرية، ومحطة تنتهي في البروتينات هيستون الخضوع لعدد كبير بشكل غير عادي من التعديلات التساهمية ^4. البروتينات هيستون هي عائلة من البروتينات الهيكلية التي تسهل التكثيف من الحمض النووي الجيني. وتجرى التعديلات التساهمية من ذيول هيستون غير منظم بها وينظمها دوري الدرجة الاولى الايطاليS من الانزيمات التي يمكن أن تحفز تعديل التساهمية المخلفات (الكتاب)، عكس نفس التعديلات (المحايات)، والتمييز بين التغييرات التي مطبوع على الذيول هيستون (القراء) ^5-7. في الواقع، فإن معظم PTMs معروفة يمكن ملاحظتها ضمن هذه الشريحة قصيرة من هيستون بما مثيلة، الفسفرة، أستلة، sumoylation، ubiquitination، وcitrullination ^8.

Citrullination ينطوي على تحويل ببتيديل أرجينين إلى غير المشفرة ببتيديل ر RNA-سيترولين (الشكل 1A). البروتينات المسؤولة عن هذه السلسلة تحييد الجانب، هم أعضاء في PAD (ص eptide على rginine د eiminase) عائلة بروتين، وكلها تعتمد على الانزيمات الكالسيوم. ^9،10. حتى الآن، وقد وصفت خمسة أفراد من عائلة PAD (PAD1، PAD2، PAD3، PAD4، وPAD6). يبدو أن كل عضو من أعضاء هذه الأسرة لاستهداف البروتينات الخلوية متميزة وأيضا يعرض أحاديكيو ملامح توزيع الأنسجة. PAD4 هو العضو الوحيد من هذه العائلة البروتين المعروف أن تكون مترجمة داخل النواة عبر تسلسل توطين النووية ^11. تبعا لذلك، فقد تبين أن deiminate عددا من الأهداف النووية، بما في ذلك السلاسل الجانبية أرجينين على ذيول N-الطرفية من الهستونات H2A أرجينين بقايا 3 (H2R3)، H3 (H3R2، H3R17، وH3R26) وH4 (H4R3) ^{12، 13.} في حين أن كل من isozymes PAD لها وظائف فسيولوجية معينة وحاسمة، تلقت PAD4 إيلاءها مزيدا من الاهتمام نظرا لدوره في عدد من العمليات الإنسانية في كل الخلايا المريضة والسليمة. في الآونة الأخيرة، وقد تبين PAD4 أن تكون عضوا في شبكة النسخي تعدد القدرات ^14. وعرضت كل من مستويات التعبير PAD4 والنشاط لتكون مرتفعة خلال إعادة برمجة وللدولة الارض الدول المحفزة في الفئران. عن طريق التحكم في تنظيم جينات الخلايا الجذعية، قد PAD4 الاحتفاظ دورا محوريا في كفاءة إعادة برمجة الخلايا. PAD4 كما تم المتورطين فيتشكيل الفخاخ خارج الخلية المتعادلة، التي تقوم عليها ملزمة من مسببات الأمراض تمكين إزالة النظام الخاص بهم. وhypercitrullination من البروتينات هيستون من قبل PAD4 يدفع decondensation من لونين، والتي هي بمثابة المادة الأساسية للتغليف من البكتيريا المسببة للأمراض من فخ خارج الخلية، وبالتالي درء العدوى البكتيرية ^15،16.

بالإضافة إلى ذلك، تم العثور PAD4 للعب دور نشط في عدد من الأمراض التي تصيب الإنسان. وقد تبين سابقا أن التعبير المنحرف من PAD4 يرتبط مع بداية وشدة التهاب المفاصل الروماتويدي، مرض الزهايمر، مرض باركنسون، والتصلب المتعدد ^17. في الواقع، فإن وجود الأجسام المضادة بروتين مكافحة citrullinated هو واحد من المؤشرات الحيوية التشخيصية والنذير الأكثر موثوقية ونهائية من التهاب المفاصل الروماتويدي ^18. وبالمثل، فقد لوحظ مؤخرا نشاط PAD4 dysregulated في عدد من السرطانات البشرية بما في ذلك المبيض والثدي والرئة، وسرطان المريء د ^19-22. وقد تبين الصلة بين PAD4 والسرطان إلى أن توسطت من خلال الجين الورمي ELK1 أو عبر الورم البروتين p53 البروتين القامع ^22،23، واقترح العمل السابق الذي PAD4 يمكن أن تكون مضادة للسرطان الهدف العلاجي رواية ^17،24،25. كدليل على دراسة المبدأ، تم الكشف عن نضوب PAD4 عبر shRNA في القولون والمستقيم خط الخلايا السرطانية HCT116 أن تكون كافية لإحداث موت الخلايا المبرمج ودورة الخلية اعتقال ^26. أدى ضعت مؤخرا لا رجعة فيه PAD4 المانع إلى انخفاض سبعين في المئة في كتلة الورم في الفئران ^(27). بشكل ملحوظ جدا، ويبدو PAD4 تثبيط لتكون بمثابة العلاج المستهدفة التي أسفرت عن مقتل الانتقائي للخلايا السرطانية في حين أن يجنب الخلايا untransformed.

استخدام جزيئات صغيرة لإيقاف وظيفة PAD4 قد يثبت أنه استراتيجية جديدة وقوية لاستهداف الخلايا السرطانية أو لزيادة مبحث المعالجة الكيميائية السرطانية الموجودة ^28. للأسف، صوبعد أن اكتشف خيمة PAD4 عكسها المانع. وقد تم تطوير عدد من مثبطات التساهمية باستخدام الكلور / مقبض imidine الفلوري الذي يحاكي الركيزة أرجينين ^27،29،30 وأثبتت أنها أدوات عملية في فهم دور PAD4 في كل خلايا الدولة السليمة والمريضة. ومع ذلك، هذه الجزيئات تمنع كل من منصات نشطة مع قوة مماثلة. وبالتالي، فإن الحاجة لفحص سطحي التي تفيد عن نشاط PAD4 أمر بالغ الأهمية. حتى الآن، وقد وصفت PAD4 المقايسات التي تربط الإفراج عن الأمونيا من رد الفعل إلى قراءات اللونية ^31، الاستفادة من التناظرية chloroamidine الركيزة fluorescently المسمى لمضان الاستقطاب فحص ^32، تعتمد على رد فعل حمض بمساعدة بين الجليوآسال وسيترولين ^33، و زوجان النشاط PAD4 إلى مضان dequenching خطوة ^34. من هذه، وقد أثبتت هذه الاستراتيجية haloacetamidine معدل التساهمية فقط لتكون متوافقة مع scre عالية الإنتاجيةمنصات ملمسه ^32،35،36. نحن تصف فحص سطحي مضان القائم الذي يقيس موثوق نشاط PAD4. الفحص، الذي يعرض نسبة قوية إشارة إلى الضجيج، وسرعة تحليلها، وقياس متانة، لديه القدرة على اكتشاف قوية وانتقائية حقا PAD4 المانع.