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脂质激酶检测:PI3K/PI4K/PI5K/DGK 四大家族的 32 靶点

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脂质激酶检测:PI3K/PI4K/PI5K/DGK 四大家族的 32 靶点

细胞膜上的脂质激酶将脂质底物磷酸化产生第二信使并激活下游效应蛋白的脂质激酶检测示意图

提到激酶,大多数人想到的是磷酸化蛋白的蛋白激酶。但激酶家族里还有一类"特殊成员"——它们不磷酸化蛋白,而是磷酸化脂质,这就是脂质激酶。脂质激酶在信号传导中扮演着"开关"角色,其中广为人知的是 PI3K 家族,但它的版图远不止 PI3K。爱思益普的激酶谱筛选服务中,脂质激酶覆盖达到 22 种,并构建了覆盖 PI3K、PI4K、PI5K、DGK 四大家族的酶学检测 panel,共 32 个靶点。

脂质激酶的特殊性,首先体现在它的底物上。蛋白激酶的底物是蛋白,而脂质激酶的底物是细胞膜上的磷脂酰肌醇等脂质分子。以 PI3K 为例,它把磷脂酰肌醇二磷酸(PIP2)磷酸化成三磷酸(PIP3),后者作为第二信使招募并激活 AKT 等下游效应蛋白。这条 PI3K-AKT 通路在肿瘤发生发展中至关重要,也让 PI3K 成为脂质激酶里炙手可热的成药靶点。

但脂质激酶家族远不止 PI3K 一个。PI4K 负责催化磷脂酰肌醇生成 PIP,参与膜运输与高尔基体功能;PI5K 家族与 PI4K 协同,在细胞内膜系统中维持磷脂酰肌醇磷酸化产物的稳态;而 DGK(二酰甘油激酶)则走相反方向——它把二酰甘油(DAG)磷酸化成磷脂酸(PA),从而"关掉" DAG 这条信号。这四大家族功能各异、相互交织,共同构成了脂质信号网络。

检测脂质激酶,比检测普通蛋白激酶更有讲究。因为底物是脂质而非蛋白,检测体系需要专门的设计。爱思益普采用 ADP-Glo 测定法来构建脂质激酶酶学检测 panel:激酶反应把 ATP 转成 ADP,再把 ADP 定量转换为发光信号,从而反映脂质激酶的活性。这种方法绕开了脂质底物的特殊处理难题,让脂质激酶的活性检测变得标准、可重复。

为什么要把脂质激酶单独列成一个 panel?一方面,脂质激酶在肿瘤、免疫、代谢等多种疾病中的重要性持续上升,PI3K 抑制剂的成功让整个脂质激酶家族都受到关注;另一方面,脂质激酶与蛋白激酶在结构上虽有亲缘,但底物与反应条件差异显著,需要专门的检测体系才能保证数据质量。把四大家族、32 个靶点整合成一个 panel,正是为了满足这种专项评价需求。

对做选择性评价的研发者来说,脂质激酶 panel 还有一个独特价值。很多针对蛋白激酶开发的抑制剂,在脂质激酶上可能存在交叉活性——尤其当抑制剂结合的是激酶家族保守的 ATP 口袋时。把脂质激酶纳入筛选范围,能帮助识别这类潜在的脱靶风险,让选择性评价更完整。

脂质激酶检测的能力,也体现了激酶谱平台"广度与深度并重"的思路。广度体现在 470+ 蛋白激酶靶点的覆盖,深度则体现在对脂质激酶这类特殊亚群的专项能力。二者结合,研发者既能获得全景式的选择性画像,也能在关键靶点上得到更精细的酶学数据。

值得一提的是,脂质激酶与蛋白激酶虽然在 ATP 结合口袋上高度保守,但其底物特异性决定了它们需要被区别对待。把脂质激酶单独纳入检测体系,而不是混在蛋白激酶 panel 里,正是为了保证底物、反应条件与数据解读都贴合脂质激酶的实际情况。

对研发者而言,当项目涉及 PI3K 通路,或需要考察化合物在脂质信号网络上的作用时,一套覆盖四大家族的脂质激酶检测 panel,能把"这个化合物对脂质激酶有没有影响"这个模糊的问题,变成一个可以量化、可以比较的明确答案。这正是专项 panel 的意义所在。

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