Human Protein Reference Database (HPRD—http://www.hprd.org/), initially described in 2003, is a database of curated proteomic information pertaining to human proteins. We have recently added a number of new features in HPRD. These include PhosphoMotif Finder, which allows users to find the presence of over 320 experimentally verified phosphorylation motifs in proteins of interest. Another new feature is a protein distributed annotation system—Human Proteinpedia (http://www.humanproteinpedia.org/)—through which laboratories can submit their data, which is mapped onto protein entries in HPRD. Over 75 laboratories involved in proteomics research have already participated in this effort by submitting data for over 15 000 human proteins. The submitted data includes mass spectrometry and protein microarray-derived data, among other data types. Finally, HPRD is also linked to a compendium of human signaling pathways developed by our group, NetPath (http://www.netpath.org/), which currently contains annotations for several cancer and immune signaling pathways. Since the last update, more than 5500 new protein sequences have been added, making HPRD a comprehensive resource for studying the human proteome.

The availability of human genome sequence has transformed biomedical research over the past decade. However, an equivalent map for the human proteome with direct measurements of proteins and peptides does not exist yet. Here we present a draft map of the human proteome using high-resolution Fourier-transform mass spectrometry. In-depth proteomic profiling of 30 histologically normal human samples, including 17 adult tissues, 7 fetal tissues and 6 purified primary haematopoietic cells, resulted in identification of proteins encoded by 17,294 genes accounting for approximately 84% of the total annotated protein-coding genes in humans. A unique and comprehensive strategy for proteogenomic analysis enabled us to discover a number of novel protein-coding regions, which includes translated pseudogenes, non-coding RNAs and upstream open reading frames. This large human proteome catalogue (available as an interactive web-based resource at http://www.humanproteomemap.org) will complement available human genome and transcriptome data to accelerate biomedical research in health and disease.

Extracellular vesicles (EVs) are membraneous vesicles released by a variety of cells into their microenvironment. Recent studies have elucidated the role of EVs in intercellular communication, pathogenesis, drug, vaccine and gene-vector delivery, and as possible reservoirs of biomarkers. These findings have generated immense interest, along with an exponential increase in molecular data pertaining to EVs. Here, we describe Vesiclepedia, a manually curated compendium of molecular data (lipid, RNA, and protein) identified in different classes of EVs from more than 300 independent studies published over the past several years. Even though databases are indispensable resources for the scientific community, recent studies have shown that more than 50% of the databases are not regularly updated. In addition, more than 20% of the database links are inactive. To prevent such database and link decay, we have initiated a continuous community annotation project with the active involvement of EV researchers. The EV research community can set a gold standard in data sharing with Vesiclepedia, which could evolve as a primary resource for the field.

We have developed NetPath as a resource of curated human signaling pathways. As an initial step, NetPath provides detailed maps of a number of immune signaling pathways, which include approximately 1,600 reactions annotated from the literature and more than 2,800 instances of transcriptionally regulated genes - all linked to over 5,500 published articles. We anticipate NetPath to become a consolidated resource for human signaling pathways that should enable systems biology approaches.

Abstract Diverse signal transduction pathways involve thousands of proteins acting in concert that contribute to breast cancer pathology. SNTA1 has emerged as a common link that functions to wire various complex signaling circuits within the cell. In our study we used endogenous SNTA1 protein as bait in pull-down assays to identify SNTA1 interactome from breast cancer cell extract. We compared the utility of two co-immunoprecipitation techniques conventional co-IP and cross-linking co-IP coupled to mass spectrometry (IP–MS) that intriguingly generated valuable inventory of SNTA1 associated proteins in breast cancer cells that may or may not interact physically but contribute to shared functions in breast cancer pathology. We observed that Pierce cross-link IP kit enhanced sensivity of the analysis as it decreased the number of background proteins with a remarkable increase in identified list of proteins. We have also observed that different approaches are able to consistently detect the same signaling outcome as observed by Gene Ontology. Identification of interacting partners of SNTA1 in breast cancer cell lines may depict the possible signaling mechanism of this protein in molecular pathogenesis of breast cancer and its possible use as a therapeutic target.

Abstract CD4+ T cells (T helper cells) are cytokine-producing adaptive immune cells that activate or regulate the responses of various immune cells. The activation and functional status of CD4+ T cells is important for adequate responses to pathogen infections but has also been associated with auto-immune disorders and survival in several cancers. In the current study, we carried out a label-free high-resolution FTMS-based proteomic profiling of resting and T cell receptor-activated (72h) primary human CD4+ T cells from peripheral blood of healthy donors as well as SUP-T1 cells. We identified 5,237 proteins, of which significant alterations in the levels of 1,119 proteins were observed between resting and activated CD4+ T cells. We confirmed several known T-cell activation-related processes such as IL-2 response, metabolic and signaling changes, cell cycle induction, differentiation into effector cells among others. Several stimulatory/inhibitory immune checkpoint markers were altered considerably between resting and activated CD4+ T cells. Network analysis identified several known regulatory hubs of CD4+ T cell activation, including IFNG, IRF1, FOXP3, AURKA, and novel hubs such as RIOK2. Comparison of primary CD4+ T cell proteomic profiles with human lymphoblastic cell lines revealed a substantial overlap, while comparison with mouse CD+ T cell data suggested interspecies proteomic differences.

Abstract The scientific basis of intracranial aneurysm (IA) formation, its rupture and further development of cerebral vasospasm remains incompletely understood. Deciphering the molecular mechanisms underlying these events will lead to identification of early detection biomarkers and in turn, improved treatment outcomes. Aberrant protein expression may drive structural alterations of vasculature found in IA. To unravel these aberrations, we performed untargeted, global, quantitative proteomic analysis of aneurysm tissue and serum from patients with IA. Samples were derived from patients of three clinical sub groups– 1) unruptured aneurysm 2) ruptured aneurysm without vasospasm 3) ruptured aneurysm who developed vasospasm. A total of 937 and 294 proteins were identified in aneurysm tissue and serum samples respectively. Several proteins that are known to maintain the structural integrity of vasculature were found to be dysregulated. ORM1, a glycoprotein, was significantly upregulated in both the aneurysm tissue and serum samples of unruptured IA patients. We employed a larger cohort of patients and validated ORM1 as a potential biomarker for screening of unruptured aneurysm using ELISA. Samples from ruptured aneurysm with vasospasm showed significant upregulation of MMP9 as compared to ruptured aneurysm without vasospasm. Using a cohort of ruptured aneurysm patients with and without vasospasm, we validated MMP9 as a potential biomarker for vasospasm. This study reveals pathophysiology underlying different clinical sub groups of IA and also suggests potential biomarkers.

Abstract Signalling pathways in malaria parasite remain poorly defined and major reason for this is the lack of understanding of the function of majority of parasite protein kinases and phosphatases in parasite signalling and its biology. In the present study, we have elucidated the function of Protein Kinase 2 (PfPK2), which is known to be indispensable for the survival of human malaria parasite Plasmodium falciparum . We demonstrate that it is involved in the invasion of host erythrocytes, which is critical for establishing infection. In addition, PfPK2 may also be involved in the maturation of the parasite post-invasion. PfPK2 regulates the release of microneme proteins like Apical Membrane Antigen 1 (AMA1), which facilitates the formation of Tight Junction between the merozoite and host erythrocyte-a key step in the process of invasion. Comparative phosphoproteomics studies revealed that PfPK2 may be involved in regulation of several key proteins involved in invasion and signalling. Furthermore, PfPK2 regulates the generation of cGMP and the release of calcium in the parasite, which are key second messengers for the process of invasion. These and other studies have shed light on a novel signalling pathway in which PfPK2 acts as an upstream regulator of important cGMP-calcium signalling, which is plays an important role in parasite invasion.

Lacking effective targeted therapies, triple-negative breast cancer (TNBCs) is highly aggressive with development of metastasis especially brain, and remains clinically challenging breast cancer subtype to treat. Despite the survival dependency on the proteasome pathway genes, FDA-approved proteasome inhibitors induced minimal clinical response in breast cancer patients due to weak proteasome inhibition. Here, we show that a potent proteasome inhibitor Marizomib (Mzb) inhibits multiple proteasome catalytic activities and induces a better anti-tumor response in TNBC cell lines and patient-derived xenografts alone and in combination with the standard-of-care chemotherapy. Mechanistically, Mzb inhibits oxidative phosphorylation (OXPHOS) via PGC-1α suppression in conjunction with proteasome inhibition in TNBC cells. Mzb reduces lung and brain metastases by reducing the number of circulating tumor cells and the expression of multiple genes involved in the epithelial-to-mesenchymal transition. Furthermore, Mzb-induced OXPHOS inhibition upregulates glycolysis to meet the energetic demands of TNBC cells and, hence, combined inhibition of glycolysis with Mzb exposure leads to a synergistic anti-cancer activity. Collectively, our data provide a strong rationale for a clinical evaluation of Mzb in primary and metastatic TNBC patients.

Squeezability of biconcave RBC raises a fundamental query, about, how it can restructure its bendable cytoskeleton for efficient micro-circulation. We report for the first time, the existence of dynamic palmitoylome in RBC composed of 118 palmitoylated proteins that reduced to 42 upon treatment with 2BP, a generic inhibitor of palmitoylation. In-depth analysis revealed that Semaphorin7A, CR1 and ABCB6, the known RBC receptors for P. falciparum were reduced to negligible in 2BP-treated RBCs, suggesting palmitoylation-dependent recruitment of parasite-specific receptors. Interestingly, Kell, a single disulphide-linked co-partner in Kell-Kx complex was undetected in 2BP-treated RBCs, while Kx remained intact. RBCs-blocked with anti-Kell antibody demonstrated signficant reduction in parasite invasion, thus suggesting it as a receptor proto-type for P. falciparum invasion. Finally, reduced expression of Kell in palmitoylated protein pool of sickle-cell RBC ghost, with its diminished surface representation in these RBCs, proposed Kell, as one of the novel receptor-prototype for P. falciparum invasion.