Caracterización del peptidoma natural de cuatro sanguijuelas mediante proteogenómica integrada y peptidómica pseudodirigida
Characterization of the natural peptidome of four leeches by integrated proteogenomics and pseudotargeted peptidomics
Estudio proteómico en la revista Anal Bioanal Chem (2023)
Resumen
Animal-derived drugs are an indispensable part of folk medicine worldwide. However, their chemical constituents are poorly approached, which leads to the low level of the quality standard system of animal-derived drugs and further causes a chaotic market. Natural peptides are ubiquitous throughout the organism, especially in animal-derived drugs. Thus, in this study, we used multi-source leeches, including Hirudo nipponica (HN), Whitmania pigra (WP), Whitmania acranulata (WA), and Poecilobdella manillensis (PM), as a model. A strategy integrating proteogenomics and novel pseudotargeted peptidomics was developed to characterize the natural peptide phenotype and screen for signature peptides of four leech species. First, natural peptides were sequenced against an in-house annotated protein database of closely related species constructed from RNA-seq data from the Sequence Read Archive (SRA) website, which is an open-sourced public archive resource. Second, a novel pseudotargeted peptidomics integrating peptide ion pair extraction and retention time transfer was established to achieve high coverage and quantitative accuracy of the natural peptides and to screen for signature peptides for species authentication. In all, 2323 natural peptides were identified from four leech species whose databases were poorly annotated. The strategy was shown to significantly improve peptide identification. In addition, 36 of 167 differential peptides screened by pseudotargeted proteomics were identified, and about one-third of them came from the leucine-rich repeat domain (LRR) proteins, which are widely distributed in organisms. Furthermore, six signature peptides were screened with good specificity and stability, and four of them were validated by synthetic standards. Finally, a dynamic multiple reaction monitoring (dMRM) method based on these signature peptides was established and revealed that one-half of the commercial samples and all of the Tongxinluo capsules were derived from WP. All in all, the strategy developed in this study was effective for natural peptide characterization and signature peptide screening, which could also be applied to other animal-derived drugs, especially for modelless species that are less studied in protein database annotation.
Resumen tomado de PubMed (NCBI) para el registro citado, en el idioma original. La versión de referencia es la de la publicación original.
El resumen se deja sin traducir para conservar la redacción original de los autores.
Síntesis
Mediante proteogenómica integrada y peptidómica pseudodirigida se caracterizó el peptidoma natural de cuatro sanguijuelas: se identificaron 2323 péptidos y 36 de 167 péptidos diferenciales, cerca de un tercio procedente de proteínas con repeticiones ricas en leucina. Seis péptidos distintivos fueron seleccionados, cuatro validados con estándares sintéticos. Un método dMRM mostró que la mitad de las muestras comerciales y todas las cápsulas Tongxinluo procedían de Whitmania pigra; la estrategia, según los autores, podría aplicarse a otros medicamentos de origen animal.
Por qué esto importa para la hirudoterapia
Este estudio caracterizó los perfiles peptídicos naturales de cuatro especies de sanguijuelas —Hirudo nipponica, Whitmania pigra, Whitmania acranulata y Poecilobdella manillensis— mediante una estrategia integrada de proteogenómica y peptidómica pseudodirigida, identificando 2.323 péptidos naturales y cribando seis péptidos firma para la autenticación de especies. Para la hirudoterapia, este trabajo es relevante porque las sanguijuelas medicinales son la fuente del secretoma terapéutico, y la autenticación fiable a nivel de especie es esencial para el control de calidad de los materiales derivados de sanguijuelas utilizados en la clínica y en la investigación; el hallazgo de que la mitad de las muestras comerciales y la totalidad de las cápsulas Tongxinluo procedían de Whitmania pigra en lugar de las especies esperadas pone de relieve preocupaciones reales de adulteración. El flujo de trabajo centrado en péptidos podría respaldar la futura estandarización de productos farmacéuticos derivados de sanguijuelas. Un matiz honesto es que se trata de un estudio analítico de desarrollo de métodos centrado en la identificación de especies y el perfil peptídico, no en la eficacia terapéutica; no se evaluó la actividad biológica de los péptidos identificados.
Citación
Referencia (estilo Vancouver)
Liao J, Gao M, Ding Y, Bi Q, Huang D, Luo X, et al. Characterization of the natural peptidome of four leeches by integrated proteogenomics and pseudotargeted peptidomics. Anal Bioanal Chem. 2023;415(14):2795-2807. doi:10.1007/s00216-023-04692-w. PMID: 37133542
Los datos bibliográficos (autores, volumen, páginas, DOI) proceden del registro de PubMed.
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