Wieloparametryczna analiza aktywności enzymów proteolitycznych przy użyciu cytometrii masowej

Abstrakt

Enzymy proteolityczne, inaczej proteazy, są katalizatorami komórkowymi, które odpowiedzialne są za przyspieszenie reakcji hydrolizy wiązania amidowego w substratach białkowych. Proteazy stanowią kluczowy element w wielu ścieżkach sygnalizacyjnych komórki oraz umożliwiają utrzymanie homeostazy. Aktywność tych enzymów jest kontrolowana przez wewnątrzkomórkowe inhibitory, które uniemożliwiają nadmierną hydrolizę substratów białkowych. W przypadku mutacji genowych bądź chorób prowadzących do zaburzenia działania enzymów proteolitycznych, istnieje możliwość wystąpienia poważnych stanów patofizjologicznych, takich jak m.in. choroby neurodegeneracyjne, nowotworzenie czy zaburzenia krzepnięcia krwi. W związku z powyższym, precyzyjna analiza aktywności poszczególnych proteaz jest niezwykle istotna w ocenie stanu fizjologicznego poszczególnych komórek czy tkanek. Do dziś złotym standardem w tego typu badaniach jest zastosowanie tzw. markerów chemicznych, które nieodwracalnie łączą się z celowanym białkiem bądź grupą białek, tylko i wyłącznie w ich katalitycznie aktywnej formie, umożliwiając ich detekcję w próbkach biologicznych. Głównym problemem w zastosowaniu tych narzędzi chemicznych jest fakt, iż wiele proteaz współpracuje ze sobą w niezwykle złożonych komórkowych sieciach sygnalizacyjnych. W związku z tym, niezbędne jest przeprowadzenie wieloparametrycznej analizy, która ukaże wszystkie badane elementy aktywnie działające w obrębie danego systemu. W niniejszej pracy opisano główne założenia rozprawy doktorskiej dr inż. Katarzyny Groborz, które odnoszą się do projektowania, syntezy oraz walidacji nowego typu narzędzi chemicznych do badania aktywności proteaz przy użyciu cytometrii masowej. Otrzymane narzędzia, nazwane markerami chemicznymi typu TOF (ang. Time Of Flight), posiadają zalety tradycyjnych markerów chemicznych oraz umożliwiają wieloparametryczną analizę złożonych systemów biologicznych przy użyciu nowoczesnej technologii, jaką jest cytometria masowa.