酪蛋白激酶 2(CK2)是一种广泛存在于真核生物中的丝氨酸 / 苏氨酸蛋白激酶,其底物识别基序具有酸性氨基酸富集的特征,偏好催化紧邻酸性氨基酸(Glu、Asp)的 Ser/Thr 残基发生磷酸化。该底物多肽的序列中,苏氨酸(Thr)残基处于 6 个谷氨酸残基的包围中,构成了 CK2 的最优识别位点。在 ATP 存在的条件下,CK2 可特异性地将 ATP 的 γ- 磷酸基团转移至多肽的 Thr 残基上,使多肽发生磷酸化。通过检测磷酸化产物的生成量(如放射性同位素标记法、磷酸化抗体检测法),可实现对 CK2 活性的定量分析,或评估候选化合物对 CK2 的抑制 / 激活效果。
四、 药物研发相关应用 靶点验证价值CK2 在多种肿瘤(如乳腺癌、肺癌、前列腺癌)中高表达,且与肿瘤细胞的抗凋亡、侵袭转移能力密切相关,是抗肿瘤药物的潜在靶点。该底物多肽可用于验证候选药物对 CK2 的特异性抑制作用 —— 若药物能显著降低多肽的磷酸化水平,提示其可能靶向 CK2 发挥作用。 抑制剂筛选模型构建基于该底物多肽的高通量筛选模型,对化合物库进行筛选,筛选出能高效抑制 CK2 介导的多肽磷酸化的小分子化合物。例如,已报道的染料木黄酮、槲皮素等天然黄酮类化合物,可通过该模型验证其对 CK2 的抑制活性。 药物作用机制研究对于已筛选出的 CK2 抑制剂,可借助该底物多肽探究其作用模式(如竞争性抑制、非竞争性抑制):若抑制剂与多肽竞争结合 CK2 的活性位点,则会提高酶促反应的 Km 值;若结合于酶的别构位点,则会降低 Vmax 值而不影响 Km 值。五、 作用机理该多肽作为 CK2 的特异性底物,其核心作用机理围绕CK2 的磷酸化催化反应展开:
底物识别阶段:CK2 的催化亚基(α/α' 亚基)通过其活性位点的碱性氨基酸残基,与多肽中富含负电荷的谷氨酸残基形成静电相互作用,从而将多肽锚定在酶的活性中心,使 Thr 残基处于可被磷酸化的构象。 磷酸化反应阶段:在 Mg²⁺等二价阳离子的辅助下,CK2 催化 ATP 分子的 γ- 磷酸基团转移至多肽的 Thr 残基羟基上,形成磷酸酯键,生成磷酸化的底物多肽。 产物释放阶段:磷酸化后的多肽因电荷分布改变,与 CK2 活性中心的亲和力下降,最终从酶上解离,完成一次催化循环。此外,该多肽的磷酸化产物可进一步作为探针,研究细胞内 CK2 下游信号通路 —— 如磷酸化的多肽可模拟内源性 CK2 底物的功能,激活或抑制下游的转录因子、细胞周期调控蛋白等。六、 研究进展 酶学特性研究进展近年研究通过该底物多肽明确了 CK2 的底物偏好性细节:除了酸性氨基酸富集的特征外,多肽 N 端的 Arg 残基可增强与 CK2 的结合能力,提升磷酸化效率。同时,利用该多肽的晶体结构与 CK2 的复合物解析,揭示了酶与底物的相互作用界面,为设计高特异性 CK2 抑制剂提供了结构基础。 疾病相关研究进展在肿瘤研究中,该底物多肽被用于验证 CK2 抑制剂的体内活性 —— 将抑制剂与多肽共同作用于肿瘤细胞,发现抑制 CK2 介导的多肽磷酸化后,肿瘤细胞的增殖速率显著降低,且凋亡率上升。此外,在炎症研究中,该多肽可用于检测炎症因子(如 TNF-α、IL-6)对细胞内 CK2 活性的调控作用,证实炎症状态下 CK2 活性升高会促进底物多肽的磷酸化。 检测技术优化进展基于该底物多肽开发了非放射性的 CK2 活性检测方法,如荧光共振能量转移(FRET)法 —— 在多肽两端分别标记荧光供体与受体,磷酸化后多肽构象改变导致 FRET 信号变化,实现对 CK2 活性的实时定量检测,该方法已替代传统的放射性同位素标记法,广泛应用于高通量筛选。---------------------------------供应商:上海楚肽生物科技(多肽定制合成,标记)
发布于:上海市