Resumo: A atividade de proteínas quinases é responsável pela regulação de muitos processos biológicos através de cascatas de sinalização que levam a diferentes efeitos celulares. No entanto, a análise da reação de fosforilação reversível catalisada por estas enzimas e prejudicada pela complexidade inerente as interações entre proteínas neste sistema de sinalização. Consequentemente, o foco em uma única proteína quinase pode não ser suficiente para revelar completamente os mecanismos por trás dos fenótipos observados. Nesse sentido, em conjunto com outras técnicas de análise em larga-escala como chips de expressão de mRNA, arranjos de peptídios contendo substratos de proteínas quinases vem sendo cada vez mais utilizados por pesquisadores. No entanto, a falta de uniformidade na análise estatística desses chips tem sido um grande empecilho à obtenção de dados relevantes com o uso dessa técnica. Por conta disso, o objetivo desse trabalho foi desenvolver uma metodologia, chamada de PepMatrix, capaz de aplicar estatística básica de forma automatizada visando a seleção de replicações com baixa variabilidade e a obtenção da anotação das proteínas envolvidas nos eventos de fosforilação ocorridos no chip. Esse novo método foi aplicado em vários conjuntos de dados de diferentes experimentos biológicos e seus resultados revelaram atividades quinásicas significativamente alteradas, muitas das quais tiveram confirmação por Western blot. Alem disso, os resultados ressaltaram a importância da análise sistêmica dos eventos de sinalização celular em conjunto com uma análise crítica das replicações. O alto grau de uniformidade analítica obtido por esse método faz com que ele seja uma poderosa e confiável ferramenta na análise quinômica em larga-escala Ver menos

Abstract: The activity of protein kinases governs many biological processes through signaling cascades that lead to distinct outputs, from homeostasis to disease. However, analysis of the reversible phosphorylation perpetrated by these enzymes is hindered by the inherent complexity of interactions in this signaling system. Consequently, focusing on a single kinase may not be enough to completely unfold the mechanisms behind observed phenomena. In this sense, together with other omics approaches like mRNA expression analysis, peptide arrays have shown increasing popularity, particularly ones containing kinase substrate sequences. The lack of uniformity in statistical analysis of these chips, though, has been a major issue for the field. In this paper, we propose PepMatrix, a fast and accurate method for selecting so called "reliable replicate spots" and automatically retrieving differential activity and annotation information about phosphorylation events identified in a peptide array of kinase substrates. Here, we present several cases where this new methodology was applied to biological datasets. We successfully identified putative up and down-regulated kinases, many of which were confirmed to have altered activity by Western blot. Moreover, the results emphasized the need for a true systems biology approach to the cellular signaling events alongside a critical replicate selection method. The high degree of analysis uniformity we achieved with this method provides a powerful and reliable addition for high-throughput kinome analysis Ver menos