哺乳類細胞におけるタンパク質4'-ホスホパンテトニル化の化学プロテオームプロファイリング

タンパク質4'-ホスホパンテ酸塩性は、原核生物および真核生物における必須の翻訳後修飾（PTM）です。これまでのところ、哺乳類細胞でこの特定のPTMのタンパク質基質が5つしか発見されていません。これらのタンパク質は、脂肪酸生合成や葉酸代謝、β-アラニンの活性化など、重要な機能を実行することが知られています。哺乳類のプロテオームにおける4'-ホスホパンテトニル化の既存および新しい基質を探索するために、HepG2細胞の4'-ホスホパンテテイニル化タンパク質の効果的な代謝標識を可能にし、一連の新しいパンテテインアナログプローブを設計および合成しました。定量的化学プロテオームプラットフォームと組み合わせて、現在知られている4'-ホスホパンテニル化タンパク質をすべて自信を持って濃縮して特定し、それらの正確な修飾部位を明確に決定しました。さらに勇気づけられると、標的化学プロテオミクスを使用して、ミトコンドリアデヒドロゲナーゼ/還元酵素SDRファミリーメンバー2（DHRS2）のタンパク質における潜在的な4'-ホスホパンテエチニル化部位を使用して発見しました。

Protein 4'-phosphopantetheinylation is an essential post-translational modification (PTM) in prokaryotes and eukaryotes. So far, only five protein substrates of this specific PTM have been discovered in mammalian cells. These proteins are known to perform important functions, including fatty acid biosynthesis and folate metabolism, as well as β-alanine activation. To explore existing and new substrates of 4'-phosphopantetheinylation in mammalian proteomes, we designed and synthesized a series of new pantetheine analogue probes, enabling effective metabolic labelling of 4'-phosphopantetheinylated proteins in HepG2 cells. In combination with a quantitative chemical proteomic platform, we enriched and identified all the currently known 4'-phosphopantetheinylated proteins with high confidence, and unambiguously determined their exact sites of modification. More encouragingly, we discovered, using targeted chemical proteomics, a potential 4'-phosphopantetheinylation site in the protein of mitochondrial dehydrogenase/reductase SDR family member 2 (DHRS2).