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Nature癌癥藥物研發的新靶點:類CITED2蛋白

閱讀:858          發布時間:2017-3-14

科學家們發現,兩種原本明顯的等效蛋白質之間存在競爭關系。猛撲向細胞結合位點的蛋白質總會勝出。這類細胞令研究人員格外關注,因為,它能觸發癌細胞的自滅!研究人員希望,未來的療法可以模仿這種蛋白,開發潛在的腫瘤藥物。

一個zui開始讓美國斯克利普斯研究所TSRI的科學家們感到困惑的現象,zui終被反轉為“革命性的進展”。

科學家們發現,兩種原本明顯的等效蛋白質之間存在競爭關系。猛撲向細胞結合位點的蛋白質總會勝出。這類細胞令研究人員格外關注,因為,它能觸發癌細胞的自滅!研究人員希望,未來的療法可以模仿這種蛋白,開發潛在的腫瘤藥物。

TSRI的研究助理Rebecca Berlow說,在分子水平上,這項工作對病人來說,是有著實際效益的。

人類細胞,包括癌細胞,在缺少攜帶氧氣的血液供給時(缺氧),能夠激活一組使細胞進入“生存模式”的基因。這一模式的開啟取決于一種叫HIF1α的蛋白,當HIF1α與一種名為CBP的二級蛋白的組成部分(稱為TAZ1)結合時,細胞就會開啟“生存模式”。也有負責“關閉”的開關。當氧含量重新恢復正常,細胞需要關閉這種“缺氧反應”時,一種叫CITED2的蛋白就會跳出來,與TAZ1結合。

HIF1α和CITED2,被稱作固有無序蛋白(intrinsically disordered proteins IDPs)。它們本身都不會折疊成穩定的形式,一直以一種非結構化的形式存在,隨時準備著改變構象,將它們自己擠進TAZ1的正確結合位點。

TAZ1來說,HIF1α和CITED2有著平等的親和力,科學家們也沒有想到,一個會比另外一個的結合效率高。所以,當Rebecca Berlow發現,在被迫參與競爭中,CITED2每次都會把HIF1α一把推開時,Berlow驚呆了,她的*反應是,我怎么把實驗搞砸了?

Berbow說,這*違背了我們所知道的平衡。CITED2的舉動似乎與熱力學的原則(系統的無組織性)相矛盾。很明顯,有干擾!然而,干擾因素是什么?當Berlow提出她的發現時,TSRI的研究員Peter WrightCecil H. GreenIda M. GreenJane Dyson都感到困惑。他們決定進一步調查。進一步調查結果顯示,Berlow的初步調查結果沒錯。并且,他們還揭示了一個新的蛋白質競爭現象。研究人員發現系統的組織性并不是隨機發生的。相反CITED2是*個例子,蛋白質可以利用自身的無序結構,而不是氨基酸或構型的親和力,取得結合優先權。

人類的CITED2通過形成一個瞬態α三元配合物,替代HIF1α與TAZ1結合,以及通過它的LPEL 超二級結構(一個介于二級結構和三級結構之間的狀態)來與HIF1α爭奪一個共同的結合位點。換言之,CITED2促進了TAZ1構象的變化,導致促進了HIF1α的解離。通過HIF1α釋放的變構增強,CITED2激活一個高度敏感的負反饋通路,迅速和有效地減輕“缺氧反應”。這個敏感的調節開關,*依賴于這些固有無序蛋白*的靈活性和結合特性,很可能是細胞快速對環境做出反應的常用策略。

這一發現可能會影響未來的藥物開發,比如癌癥。研究人員解釋說,過去的候選藥物總是試圖阻止HIF1α去接近TAZ1,來防止癌癥細胞進入“生存模式”,但是結果并不是很有效。這項新研究表明,通過模仿自然反應,用類CITED2藥物使HIF1α離開,似乎更為可行。 Wright說,這會是一個非常非常有效的開關,你只需要少量的CITED2關閉“缺氧反應”,事實上,以CITED2的結合能耐,并沒有多少HIF1α能把這條通路掰回去了。

接下來,研究人員計劃研究CITED2掌控TAZ1結合位點的詳細機制,他們也在尋找CITED2治療其他疾病的治療學潛能。

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