Обнаружение биоактивных белков и контроль качества медицинских пиявок на основе количественной протеомики

ETHNOPHARMACOLOGICAL RELEVANCE: Leech, a classical traditional Chinese medicine for promoting blood circulation and removing blood stasis, is mainly used in the clinical treatment of cardiovascular and cerebrovascular diseases. The discovery of activity proteins or peptides in the dead and dried medicinal leech is an important task with great challenges. AIM OF THE STUDY: The aim of this study was to provide a basic proteome profile and help further discover active proteins and quality control for medicinal leeches, which would also provide insight into the research of animal medicines. MATERIALS AND METHODS: Seventeen batches of dried medicinal leeches covering three species were collected from medicinal markets, which were authenticated by DNA barcoding. Then the proteome of different species leeches was profiled to reveal the significantly different proteins using label-free proteomics. The characteristic peptides were screened out based on biological pathways analysis, which were further absolutely quantified using the developed stable isotope-labeled based parallel reaction monitoring method. RESULTS: Seventeen batches of leech materials were Whitmania pigra Whitman (WP), Whitmania laevis Whitman (WL) and Poecilobdella manillensis Lesson (PM), respectively. A total of 1,035 proteins (452 in WP, 425 in WL and 158 in PM) were identified. Among them, 90 overlapping proteins were mainly concentrated in diverse metabolic pathways and primarily localized in the cytoplasm and mitochondrial inner membrane, which mainly related to ATP binding, catalytic activity and structural molecular activity. In total of 51 uniquely expressed proteins (21 in WP, 23 in WL and 7 in PM), associated with multiple key signaling pathways, including Rap1, cGMP-PKG, PI3K-Akt, Wnt and HIF-1, etc., relevant to treating cardiovascular diseases, diabetes, cancer and even a variety of neurodegenerative diseases. Three proteins with potential bioactivities, including Neurohemerythrin, Hirudin and Eglin C, were selected as the quality makers and then quantified based on the characteristic peptides. CONCLUSIONS: This work profiled the proteome of three species of leeches, and addressed potential active proteins of the medicinal leech, which would help to provide the potential molecular mechanisms involved in disease treatment. The proteomics-based approach developed in this work is not only useful for the discovery of proteins with potential bioactivities but also helpful for the bioactivity relevant quality control of animal medicines.

Аннотация взята из PubMed (NCBI) для цитируемой записи и приводится на языке оригинала. Авторитетной является версия в исходной публикации.

Аннотация оставлена без перевода, чтобы сохранить собственные формулировки авторов.

Методом label-free протеомики профилирован протеом 17 партий сушёных пиявок трёх видов (Whitmania pigra, Whitmania laevis, Poecilobdella manillensis), верифицированных ДНК-баркодингом. Идентифицировано 1035 белков (452, 425 и 158 соответственно); 90 перекрывались между видами, а 51 уникальный был связан с путями Rap1, cGMP-PKG, PI3K-Akt, Wnt и HIF-1. Нейрохемеритрин, гирудин и эглин C предложены маркёрами качества и количественно определены методом параллельного реакционного мониторинга со стабильными изотопными метками. По мнению авторов, подход полезен для поиска биоактивных белков и контроля качества лекарств животного происхождения.

Узнайте, как это исследование связано с клинической практикой

Другие рецензируемые исследования в разделе «Геномика и протеомика».

• Leech Salivary Proteome and Transcriptome: 434 Deduced Protein Sequences — Liu Z, Tong X, Su Y, et al. (2019)
• Medicinal Leech Draft Genome — Anticoagulant Gene Survey — Kvist S, Manzano-Marín A, de Carle D, Trontelj P, Siddall ME (2020)
• Лечение пиявками (Hirudo medicinalis) ослабляет повреждения яичка, вызванные ишемией/реперфузией яичка, на экспериментальной модели у животных — Davoodi F et al. (2021)
• Новый антикоагулянтный белок из медицинской пиявки — Manuvera V et al. (2024)
• AIF-1 и RNASET2 играют комплементарные роли во врождённом иммунном ответе медицинской пиявки — Baranzini N et al. (2019)
• Антимикробные пептиды медицинской пиявки, не обладающие токсичностью, — перспективная альтернативная стратегия борьбы с патогенами, устойчивыми к антибиотикам — Grafskaia E et al. (2019)
• Структурные основы тромболитической активности дестабилазы медицинской пиявки — Marin E et al. (2023)
• Геном медицинской пиявки (Whitmania pigra) и сравнительное геномное исследование для поиска биологически активных веществ — Tong L et al. (2022)
• ЦНС медицинской пиявки как модель изучения экзосом во взаимодействии между микроглией и нейронами — Raffo-Romero A et al. (2018)
• Транскриптомное профилирование и первый анализ пространственной экспрессии генов-кандидатов в слюнной железе восточноазиатской медицинской пиявки Hirudo nipponia — Kim J et al. (2024)

Все исследования, проанализированные ASH →