Kann die Konzentration einer Kinase verwendet werden, um ihr Substrat zu identifizieren?

Ich arbeite derzeit an einem Datensatz, in dem ich versuche, Substrate einer Kinase in silico zu identifizieren . Ich habe einen Datensatz, der die Konzentrationen alle 0h 2h, 4h, 6h, 8h, 10h, 24h für viele Proteine ​​enthält, die darin gefunden werden die Probe, wenn die Kinase aktiv war. Einige davon werden jedoch nicht von der Kinase angegriffen, sondern andere Proteine, die von der Kinase aktiviert oder indirekt aktiviert wurden. Also habe ich R verwendet, um die Konzentration der nachgewiesenen Proteine ​​​​nur dann aufzuzeichnen, wenn sie auf die Konzentrationslinie der interessierenden Kinase passten (mit einer kleinen zulässigen Abweichung). Dies ergab das folgende Diagramm:
Geben Sie hier die Bildbeschreibung einDie blaue Linie ist die Kinase und die anderen Linien sind Proteine, die im Datensatz gefunden wurden. Ich weiß, dass es eine positive oder negative Rückkopplung geben könnte, die sich auf die Konzentration dieser Proteine ​​​​auswirkt. Meine Frage ist also, ob die hier gezeigten Linien ein mögliches Substrat sein könnten?

Antworten (1)

Die Konzentration einer Kinase ist völlig unabhängig von der Konzentration des Substrats und umgekehrt. In einer typischen Kinase-Kaskade (wie dem Ras→Raf→MEK→Erk-Weg ) wird die Signaltransduktion im Allgemeinen mit jedem aufeinanderfolgenden Schritt verstärkt. Eine relativ kleine Population einer Kinase (wie Raf) phosphoryliert um Größenordnungen mehr ihrer Substrate (wie MEK1/2), die wiederum um Größenordnungen mehr p44/42 MAPK (Erk1/2)-Moleküle phosphorylieren. Diese phosphorylieren dann Transkriptionsfaktoren wie c-Myc, die in den Zellkern wandern und die Expression von Zielgenen beeinflussen. Im Laufe der Zeit ändern sich die Proteinspiegel innerhalb der Zelle, einschließlich der Spiegel der verschiedenen Komponenten des Signalwegs oder ihrer Inhibitoren (wie Phosphatasen) ., Komponenten der Proteinabbaumaschinerie wie Ubiquitin-Ligasen usw.), die eine Regulation des Signals ermöglichen.

Daher können für jede gegebene Kinase zu jedem gegebenen Zeitpunkt nach der Stimulation, wie z. B. mit einem Wachstumsfaktor, die Konzentration und der Phosphorylierungszustand ihres Substrats/ihrer Substrate enorm variieren. Beispielsweise ist im klassischen NK-κB-Weg , der durch TNFα aktiviert wird , eines der Hauptsubstrate des IKKα/IKKβ-Kinasekomplexes der Inhibitor IκBα, der nach Phosphorylierung schnell ubiquitiniert und durch das Proteasom abgebaut wird. Eines der ersten Zielgene des aktivierten NF-κB-p65/p50-Transkriptionsfaktor-Dimers ist jedoch Ikba selbst, das die Aktivierung des Signalwegs negativ reguliert.

Ich weiß nicht genau, welche Informationen Ihr Datensatz enthält, daher kann ich Ihre Ergebnisse nicht zu sehr kommentieren. Wenn Sie jedoch nur Substratkonzentrationen grafisch darstellen, die Kinasekonzentrationen zu verschiedenen Zeitpunkten entsprechen, erhalten Sie nur eine Information - dass einige Substrate grob ähnliche Konzentrationen wie die Kinase haben - was nichts bedeutet. Alles, was ist, ist Bestätigungsverzerrung - Sie haben sich für Ihr Ergebnis entschieden und dann die Daten ausgewählt, die es bestätigen. Ich wette, wenn Sie die Konzentrationen direkter Substrate zusammen mit Ihrer Kinase grafisch darstellen würden, würden Sie keinerlei Beziehung finden, denn wie ich oben beschrieben habe, gibt es biologisch keine.

Ich danke Ihnen für Ihre Erklärung! Ich habe einen Datensatz, der alle Proteine ​​stromabwärts der Kinase enthält (also Substrate und Nicht-Substrate), aber ich fand es ziemlich bemerkenswert, dass die rosa Linie fast genau die gleichen Konzentrationsänderungen aufweist wie die Kinase, vielleicht könnte das Zufall sein? @MattDMo
@RickBeeloo höchstwahrscheinlich ist es nur ein Zufall. Es könnte auch sein, dass Ihr interessierendes Protein eine Art Regulator der Kinase ist, und die Expressionsniveaus können damit korrelieren. Um das zu beantworten, müssen Sie in die Biologie eintauchen.
Das Schwierigste ist, dass es über die interessierenden Proteine ​​nichts zu finden gibt, weil sie vorher nicht identifiziert wurden, aber trotzdem danke! @MattDMo
Kann die Konzentration einer Kinase verwendet werden, um ihr Substrat zu identifizieren?
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