Présentation
La phosphoprotéomique est l’étude à grande échelle de la phosphorylation des protéines — l’une des modifications post-traductionnelles les plus omniprésentes et fonctionnellement importantes. La phosphorylation régule pratiquement tous les aspects de la vie cellulaire, y compris l’activité enzymatique, les interactions protéine-protéine, la localisation subcellulaire et la transduction du signal. La phosphoprotéomique vise à identifier quelles protéines sont phosphorylées, sur quels résidus (principalement la sérine, la thréonine et la tyrosine), et comment le statut de phosphorylation change en réponse à des stimuli. Le domaine combine des stratégies d’enrichissement des phosphopeptides avec la spectrométrie de masse à haute résolution et une bioinformatique spécialisée pour cartographier le phosphoprotéome à une profondeur sans précédent.
Concepts clés
L’enrichissement des phosphopeptides est essentiel car les peptides phosphorylés sont généralement substoechiométriques par rapport à leurs homologues non phosphorylés. Les méthodes d’enrichissement courantes incluent la chromatographie d’affinité sur métal immobilisé (IMAC) et la chromatographie sur dioxyde de titane (TiO2), toutes deux exploitant l’affinité des groupes phosphate pour les oxydes métalliques. Les algorithmes de localisation du site tels que Ascore, Mascot Delta Score et la probabilité de localisation de MaxQuant déterminent le résidu exact qui porte le phosphate. L’analyse de motifs identifie les séquences consensus autour des sites de phosphorylation pour déduire les préférences des kinases en amont. Les relations kinase-substrat peuvent être prédites à partir de ces motifs et validées expérimentalement.
Applications
La phosphoprotéomique est centrale pour la compréhension des réseaux de signalisation cellulaire. Elle a cartographié les cascades de signalisation en aval des récepteurs à tyrosine kinase et des récepteurs couplés aux protéines G, révélé les interconnexions avec les voies des seconds messagers et élucidé l’axe de signalisation JAK-STAT. Dans la recherche sur le cancer, la phosphoprotéomique identifie les kinases anormalement actives qui pourraient servir de cibles thérapeutiques, permettant des approches d’oncologie de précision qui associent des inhibiteurs aux nœuds de signalisation dérégulés à l’origine de la croissance tumorale.
