Badania nad szlakami chorobowymi
Peptydy są niewielkimi fragmentami białek. Niedawne badania umożliwiły identyfikację licznych biomarkerów chorób nerek, układu krwionośnego, układu odpornościowego, jak również chorób zakaźnych i nowotworów złośliwych. Wiele z tych biomarkerów jest łatwych do wykrycia w płynach ustrojowych, takich jak płyn mózgowo-rdzeniowy, surowica krwi i mocz. Podczas innowacyjnego, finansowanego przez UE projektu "A novel bioinformatics' platform to identify key proteasic pathways involved in kidney diseases" (PROTEASIX) poszukiwano związku pomiędzy peptydami a proteazami na podstawie analizy miejsc cięcia. Poznanie proteaz uczestniczących w procesach chorobowych pozwoli zidentyfikować kolejne, potencjalne cząsteczki docelowe dla leków. Istnieje obecnie szereg baz danych proteaz i ich miejsc cięcia. Jednakże te informacje są rozproszone, formaty baz niespójne, a metody przeszukiwania mało wydajne. Narzędzie open-source o nazwie PROTEASIX może być stosowane w automatycznym wyszukiwaniu na wielką skalę, pozwalającym przewidywać, które proteazy potencjalnie uczestniczą w tworzeniu peptydów o określonej sekwencji. Ludzki genom koduje ponad 500 proteaz. Baza danych PROTEASIX zawiera 3500 wpisów stanowiących kombinację ludzkiej proteazy i miejsca cięcia. Naukowcy przetestowali funkcjonalność tego narzędzia porównując analizę 1388 peptydów z próbki ludzkiego moczu z 1003 losowo wygenerowanych miejsc cięcia. Wyszukiwanie nie dało prawie żadnych wyników dla losowych miejsc cięcia, ale pozwoliło zidentyfikować aktywność metaloproteazy, uczestniczącej głównie w tworzeniu peptydów znajdujących się w moczu. Wprawdzie konieczne będzie przeprowadzenie badań eksperymentalnych, aby potwierdzić wyniki uzyskane in silico, jednak samo narzędzie jest niezwykle wartościową metodą badania możliwych mechanizmów wielu procesów chorobowych poprzez związane z nimi biomarkery peptydowe. Projekt PROTEASIX znacząco przyczynił się do wyjaśnienia roli sieci proteaz w zdrowiu i chorobie. Wykorzystanie stworzonego w nim narzędzia pozwoli odkryć nowe biomarkery i opracować leki na zaburzenia układu krwionośnego lub nerwowego, jak również choroby zapalne, związane z włóknieniem i nowotwory złośliwe.
Słowa kluczowe
Szlaki chorobowe, peptyd, biomarkery peptydowe, choroby, enzymy, platforma bioinformatyczna, szlaki proteaz, choroby nerek, proteazy, miejsca cięcia, ludzki genom, aktywność metaloproteaz, peptydy w moczu, sieci proteaz
