Proteomweite strukturelle Analyse identifiziert warhead- und coverage-spezifische Verzerrungen in der cysteinzentrierten Chemoproteomik

Die Entdeckung kovalenter Arzneimittel hat in den letzten zwei Jahrzehnten eine Wiederbelebung erfahren, und das reaktive Cystein-Profiling hat parallel dazu als Plattform für die Ligandensuche durch Target- und Off-Target-Profiling an Bedeutung gewonnen; jedoch wurde der Umfang dieses Ansatzes auf der Ebene des gesamten Proteoms noch nicht vollständig untersucht. Wir kombinierten die von AlphaFold2 vorhergesagten Seitenketten-Zugänglichkeiten für >95 % des menschlichen Proteoms mit einer Meta-Analyse von achtzehn öffentlichen Cystein-Profiling-Datensätzen, die insgesamt 44.187 einzigartige Cystein-Reste umfassten, wobei Zugänglichkeitsverzerrungen in den untersuchten Cystein-Resten sichtbar wurden, die hauptsächlich durch die Chemie der Warheads bestimmt sind. Die Analyse von >3,5 Millionen Cystein-Fragment-Interaktionen zeigte zudem, dass die Ausarbeitung und Optimierung von Hits eine erhöhte Verzerrung gegen begrabene Cystein-Reste vorantreibt. Basierend auf diesen Daten schlagen wir vor, dass die derzeitigen Profiling-Ansätze nur einen kleinen Teil der potenziell ligandierbaren Cystein-Reste abdecken, und schlagen zukünftige Richtungen vor, um die Abdeckung zu erhöhen, mit Fokus auf hochpriorisierte Reste und Tiefe. Alle Analysen und produzierten Ressourcen sind frei verfügbar und erweiterbar auf andere reaktive Aminosäuren.