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基于
USP7
的去泛素酶靶向嵌合体稳定 AMPK
2024-05-05
·
精准药物
临床终止
临床1期
2024年4月10日,哈佛医学院Wenyi Wei课题组在JACS上发表了一篇题为USP7-Based Deubiquitinase-Targeting Chimeras Stabilize AMPK的文章。文章首次证实了去泛素化酶
USP7
可用于DUBTAC的开发。作者使用两种不同的USP7非共价配体(图1A)开发了第一个
AMPK
DUBTAC,其选择性地稳定AMPKβ的不同亚型,导致
AMPK
信号转导升高。首先,作者选择使用先前报道的可以结合并抑制细胞中的
USP7
的配体#1(图1B),以募集
USP7
去泛素化酶。复合物共晶结构分析表明,USP7 抑制剂的氨基不在结合口袋中(图1B-C),可用于连接子连接。将
USP7
配体#1与
CFTR
配体
Lumacaftor
通过连接子连接产生化合物 1-13(图2A)。在这13种化合物中,7(MS6869)和13两种化合物可以稳定表达CFBE41o-4.7ΔF508-
CFTR
的人囊性纤维化支气管上皮细胞中的ΔF508-
CFTR
突变蛋白(图2B),其有效性与先前报道的基于
OTUB1
的
CFTR
DUBTAC NJH-2-057相当。图1:基于
USP7
的DUBTAC用于稳定靶蛋白通过MS6869进一步研究基于
USP7
的
CFTR
DUBTAC的机制,他们发现MS6869引入了
USP7
和
CFTR
蛋白之间的新相互作用(图2C),随后降低了
CFTR
的泛素化水平(图2D)。此外,MS6869以浓度和时间依赖性方式稳定
CFTR
(图2E-F)。更重要的是,
CFTR
蛋白水平的增加可能是功能性的,因为它主要位于质膜上(图2G)。此外,与
USP7
配体或
CFTR
配体的共同处理在很大程度上消除了MS6869对稳定ΔF508-
CFTR
突变蛋白的作用(图2H)。与此一致,CFBE41o-4.7 ΔF508-
CFTR
细胞中
USP7
的耗竭阻断了MS6869稳定
CFTR
的作用(图 2I),表明MS6869诱导的
CFTR
稳定可能取决于
USP7
的
去泛素化酶
活性。此外,他们进一步进行了TMT标记质谱(MS)测定,发现MS6869以相对特异性的方式促进
CFTR
的稳定(图2
J-K
)。这些结果共同表明,
USP7
可用于使用非共价
USP7
配体稳定靶蛋白。 图2.基于
USP7
的
CFTR
DUBTAC可稳定细胞中的ΔF508-
CFTR
突变蛋白为了进一步证明基于
USP7
的DUBTAC可以稳定靶蛋白,作者设计并合成了一系列基于
USP7
的
AMPK
DUBTAC化合物14-25,通过将
USP7
配体#1与
AMPK
激动剂991连接起来 (图3A)。
AMPK
激动剂991与
AMPK ADaM
位点结合,该位点位于α亚基的激酶结构域和β亚基的碳水化合物结合模块之间的界面,991可以选择性激活AMPKβ1亚基而不是AMPKβ2亚基。他们测量了DUBTACs处理后AMPK激酶的α和β亚基水平发现三种化合物22、23和24可以稳定AMPKβ1,但不能稳定HeLa细胞中的AMPKβ2亚型和AMPKα亚基(图3B)。对这些先导化合物的进一步评估表明,MS8118(化合物24)在稳定AMPKβ1方面最有效,同时伴随
AMPK
下游底物乙酰辅酶A羧化酶(ACC)磷酸化升高(图3C),而AMPKβ1的mRNA水平不受影响,表明
AMP
K DUBTAC在翻译后水平起作用。选择 MS8118代表AMPKβ1进行进一步的功能测定发现MS8118 引入了
USP7
和AMPKβ1 之间的新相互作用(图3D),这导致细胞内泛素化测定指示的AMPKβ1泛素化水平降低(图 3E)。此外,MS8118对AMPKβ1稳定的作用可能被
USP7
配体和
AMPK
配体(图3F)或通过消耗内源性
USP7
(图3G)阻断,表明MS8118对AMPKβ1蛋白稳定性的影响可能是通过募集
USP7
去泛素化AMPKβ1。图3.
USP7
配体#2,
GNE6776
衍生的
USP7
-
AMPK
DUBTAC稳定细胞中的AMPKβ2作者还使用另一种USP7非共价抑制剂GNE6776(图1C),其与
AMPK
亚基具有不同的结合模式,作为
USP7
配体产生一系列新的基于
USP7
的
AMPK
DUBTAC化合物26-36(图4A)。与
USP7
配体#1衍生的
AMPK
DUBTAC相比,
GNE6776
衍生的
AMPK
DUBTAC 对AMPKβ1的稳定性影响最小(图4B)。相反,55(MS8655)、56(MS8656)和57(MS8657) 三种化合物优先增加了 HeLa 细胞中 AMPKβ2的蛋白质稳定性(图4B)。进一步的分析表明,MS8655、MS8656和MS8657以浓度依赖性方式主要稳定AMPKβ2,而AMPKβ1仅受到中度影响(图 4C)。接下来,使用AMPKβ2的一个代表性DUBTAC MS8657进行进一步的功能测定,结果与 MS8118 类似。 图4.
USP7
配体#2,
GNE6776
衍生的
USP7
-
AMPK
DUBTAC稳定细胞中的AMPKβ2总体而言,这篇文章提出了第一个可以稳定
CFTR
和
AMPK
蛋白的基于
USP7
的DUBTAC,这表明
USP7
可以用来稳定其他感兴趣的蛋白质,显著扩展了靶向蛋白稳定的有限工具箱。本文作者:HYN声明:发表/转载本文仅仅是出于传播信息的需要,并不意味着代表本公众号观点或证实其内容的真实性。据此内容作出的任何判断,后果自负。若有侵权,告知必删!长按关注本公众号 粉丝群/投稿/授权/广告等请联系公众号助手 觉得本文好看,请点这里↓
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机构
-
适应症
-
靶点
USP7
AMPK
CFTR
[+4]
药物
依伐卡托/芦马卡托
JS-K (JSK Therapeutics)
GNE-6776
标准版
¥
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