J Proteo：科學(xué)家有望利用當(dāng)前的方法來揭示化學(xué)物質(zhì)的不良生物學(xué)效應(yīng)！

化學(xué)物質(zhì)和蛋白質(zhì)之間的分子相互作用常常會(huì)促進(jìn)細(xì)胞功能的改變，毒理學(xué)研究中所面臨的挑戰(zhàn)之一就是預(yù)測暴露于化學(xué)物質(zhì)所產(chǎn)生的影響，評(píng)估暴露所產(chǎn)生的影響意味著就要去理解起作用機(jī)制，從而識(shí)別出相互作用的特定蛋白靶點(diǎn)，當(dāng)前的方法主要是利用對(duì)靶點(diǎn)和其作用機(jī)制的理解來預(yù)測特征性化學(xué)物質(zhì)所產(chǎn)生的影響效應(yīng)。那么我們所暴露的污染物和其它化學(xué)物質(zhì)如何影響機(jī)體健康呢？近日，一篇發(fā)表在國際雜志Journal of Proteomics上題為“Systematic analysis of chemical-protein interactions from zebrafish embryo by proteome-wide thermal shift assay， bridging the gap between molecular interactions and toxicity pathways”的研究報(bào)告中，來自瑞典林雪平大學(xué)等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們通過研究利用一種新方法識(shí)別出了機(jī)體中會(huì)被化學(xué)物質(zhì)所影響的蛋白質(zhì)，這種方法或能被用來發(fā)現(xiàn)在早期階段發(fā)現(xiàn)是否一種物質(zhì)會(huì)在有機(jī)體中產(chǎn)生一定的生物學(xué)效應(yīng)。

圖片來源：CC0 Public Domain

這些化學(xué)物質(zhì)存在于我們所攝入的水、飲料以及我們周圍的環(huán)境中（污染物），有超過10萬種化學(xué)物質(zhì)被用于制造業(yè)、農(nóng)業(yè)、工業(yè)和消費(fèi)物品；每一天我們都在與被吸收到機(jī)體中的化學(xué)物質(zhì)之間接觸并發(fā)生相互作用，其中一些對(duì)機(jī)體健康有著負(fù)面影響，此外，一些物質(zhì)當(dāng)與其它物質(zhì)結(jié)合時(shí)就會(huì)對(duì)機(jī)體健康有害，這種現(xiàn)象稱之為“雞尾酒效應(yīng)”（cocktail effect）。

近些年來，科學(xué)家們在毒理學(xué)研究上所面臨的一項(xiàng)挑戰(zhàn)就是如何預(yù)測多種不同化學(xué)物質(zhì)混合所產(chǎn)生的影響；研究者Veronica Lizano-Fallas博士說道，如今污染物的水平在不斷提高，而且要想測試所有的化學(xué)物質(zhì)是非常困難的，而且測試混合物也尤為困難；我們相信這種新方法或能比傳統(tǒng)方法更加有效地利用時(shí)間和金錢，而傳統(tǒng)方法僅能一次測試對(duì)生物機(jī)制所產(chǎn)生的影響。

研究人員強(qiáng)調(diào)，我們所描述的新方法或能被用來在早期階段檢測化學(xué)物質(zhì)所產(chǎn)生的不良生物效應(yīng)，這些效應(yīng)還能利用其它方法詳細(xì)進(jìn)行研究。化學(xué)物質(zhì)能以一種相當(dāng)雜亂的方式與蛋白質(zhì)之間發(fā)生相互作用，而且研究者經(jīng)常發(fā)現(xiàn)多個(gè)蛋白會(huì)受到其所檢測的物質(zhì)的影響，而研究者所看到的蛋白質(zhì)的功能或許會(huì)受到其與化學(xué)物質(zhì)之間相互作用的影響，這或許與污染物和有害物質(zhì)在細(xì)胞中所產(chǎn)生的影響一致。

本文中，研究人員所使用的新方法基于一種為了研究藥品而開發(fā)的技術(shù)，即蛋白質(zhì)組整體溶解度的改變（縮寫為PISA），如今研究人員已經(jīng)分析了如何使用這種方法來識(shí)別生物體中與污染物和其它化學(xué)物質(zhì)相互作用的蛋白質(zhì)。為了從有機(jī)體多種類型的細(xì)胞中獲取蛋白，及其蛋白質(zhì)組，研究人員從斑馬魚胚胎中提取出了蛋白質(zhì)，并將蛋白質(zhì)組與一種或多種物質(zhì)進(jìn)行混合。

圖片來源：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1874391921002815?via%3Dihub

如今研究人員已經(jīng)將這種新方法應(yīng)用到了四種情況，首先就是單獨(dú)的污染物、其次是化學(xué)物質(zhì)的混合物、一種新型的生物活性物質(zhì)以及一種新藥物所產(chǎn)生的不良反應(yīng)。比如，他們測試了已知的環(huán)境毒素TCDD所產(chǎn)生的效應(yīng)，并確定了多個(gè)容易受到TCDD影響的蛋白質(zhì)，而這在此前研究中研究人員并不清楚；本文結(jié)果表明，通過研究有機(jī)體的復(fù)雜蛋白質(zhì)組學(xué)特征，這種方法或許就能讓科學(xué)家們尋找化學(xué)物質(zhì)和機(jī)體蛋白之間更有可能性的分子相互作用。

綜上，本文研究結(jié)果表明，研究人員所開發(fā)的新方法或能幫助識(shí)別出蛋白質(zhì)靶點(diǎn)，并能有效區(qū)分蛋白質(zhì)溶解性的增加和降低，并能提供額外的數(shù)據(jù)來補(bǔ)充相互作用的機(jī)制圖譜，研究者預(yù)測，進(jìn)行這種蛋白質(zhì)組整體溶解性的檢測，正如此前他們無偏見地識(shí)別化學(xué)物質(zhì)的蛋白質(zhì)靶點(diǎn)，其或能有效彌補(bǔ)分子相互作用和毒性通路之間的差距。（生物谷Bioon.com）