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回顾底物辅助催化：分子基础和生物学意义
底物辅助催化〜囊！是底物中的官能团有助于酶催化的过程。已证明了三种主要酶类别的代表：丝氨酸蛋白酶，GTPase和II型限制性核酸内切酶，以及溶菌酶和己糖1-磷酸尿液尿溶液转移酶。此外，对于许多其他酶，对SAC进行了基于结构的预测。SAC的例子包括自然存在的酶，例如II型限制性核酸内切酶以及包括丝氨酸蛋白酶的工程酶。在后一种情况下，底物的官能团可以代替被位于位置的诱变代替的催化残基。从蛋白质工程的角度来看，SAC提供了一种策略，以极大地改变酶底物的特异性甚至催化的反应。从生物学角度来看，SAC对某些酶的活性做出了重大贡献，并且可能代表催化剂进化中的功能性中间体。本综述着重于SAC的工程酶特异性和活性的进步，以及该现象的生物学意义。
针对转移性癌症中的 Rac 和 Cdc42 GEF
Rho 家族 GTPases Rho、Rac 和 Cdc42 已成为癌症转移的关键参与者，因为它们在调节细胞分裂和肌动蛋白细胞骨架重排方面发挥着重要作用；因此，在细胞生长、迁移/侵袭、极性和粘附方面也起着重要作用。本综述将重点介绍相近同源物 Rac 和 Cdc42，它们已被确定为多种癌症类型转移和治疗耐药性的驱动因素。Rac 和 Cdc42 在癌症中常常因鸟嘌呤核苷酸交换因子 (GEF) 的过度活化而失调，GEF 属于弥漫性 B 细胞淋巴瘤 (Dbl) 和胞质分裂诱导因子 (DOCK) 家族。Rac/Cdc42 GEF 由多种致癌细胞表面受体激活，例如生长因子受体、G 蛋白偶联受体、细胞因子受体和整合素；因此，许多 Rac/Cdc42 GEF 与转移性癌症有关。因此，抑制 GEF 介导的 Rac/Cdc42 激活代表了一种有希望的转移性癌症靶向治疗策略。在此，我们重点关注致癌 Rac/Cdc42 GEF 的作用，并讨论 Rac 和 Cdc42 GEF 相互作用抑制剂作为转移性癌症靶向治疗的最新进展，以及它们克服癌症治疗耐药性的潜力。
mGBP2 与 Galectin-9 结合，产生针对弓形虫的免疫力
鸟苷酸结合蛋白 (GBP) 是一种大型干扰素诱导 GTP 酶，可执行针对弓形虫的重要宿主防御活动，弓形虫是一种具有全球重要性的侵入性细胞内 api-complexan 原生动物寄生虫。弓形虫会建立寄生空泡 (PV)，保护寄生虫免受宿主细胞内防御机制的侵害。鼠 GBP (mGBP) 可识别弓形虫 PV，并组装成超分子 mGBP 同源和异源复合物，这些复合物是破坏 PV 膜所必需的，最终导致对空泡驻留病原体的细胞自主免疫控制。我们之前已表明 mGBP2 在弓形虫免疫控制中起着重要作用。在此，为了阐明 mGBP2 的功能，我们报告了半乳糖凝集素 9 (Gal9) 是参与对弓形虫免疫的关键 mGBP2 相互作用伙伴。有趣的是，Gal9 也在弓形虫 PV 处积累并与 mGBP2 共定位。此外，我们可以通过 CRISPR/Cas9 介导的基因编辑证明 Gal9 是弓形虫生长控制的必要条件。这些发现清楚地表明，Gal9 是 mGBP2 协调的细胞自主宿主防御弓形虫机制的关键因素。
他汀类药物在癌症治疗中的创新潜力：新疗法的新靶点
迄今为止，文献中描述了多种类型的癌症，许多相关治疗方法也在不断发展。在许多形式的癌症中，观察到脂质代谢（Fritz 等人，2013 年）和甲羟戊酸途径 (MVP) 的失调（Freed-Pastor 等人，2012 年）。胆固醇是细胞膜不可或缺的组成部分，它是胆汁酸、脂蛋白和类固醇激素的前体。它的生物合成受 MVP 控制，而 MVP 控制蛋白质法呢基化和香叶基化。这些翻译后修饰对于 Ras、Rho 或 Rac 蛋白的下游信号传导活性至关重要，这些蛋白属于小 GTPases 超家族 ( Takai 等人，2001 )，参与肿瘤发生、进展 ( Buhaescu 和 Izzedine，2007 )、增殖、迁移和肿瘤细胞存活 ( Kidera 等人，2010 )。与健康细胞一样，癌细胞也会酯化磷脂中的脂肪酸，而磷脂是细胞膜必需成分。这些必需的脂质是通过源自 MVP 的内源性代谢物获得的 ( Notarnicola 等人，2014 )。抑制这一重要过程可能对癌细胞有益，因为它们通常快速增殖，而不会影响太多繁殖速度较慢的健康细胞。他汀类药物能够通过抑制 HMG-CoA 还原酶 (HMGCR) 来降低血浆中的脂质水平。多项研究表明，他汀类药物的使用与癌症之间存在密切的相关性。第一项有希望的研究表明，他汀类药物能够改善癌症的预后，即延长生存时间（Gupta 等人，2019 年）。在这篇小型评论中，我们想阐明关于单独或与其他药物联合使用他汀类药物（如辛伐他汀、氟伐他汀和洛伐他汀）治疗癌症的新观点和创新目标。
RHOA/RHOB的高表达比与基底样乳腺肿瘤的迁移和侵入性特性有关
基底样乳腺癌是最具侵略性的癌症之一，仍然没有有效的靶向治疗方法。为了鉴定新的治疗靶标，我们在八个乳腺癌细胞系上进行了mRNA-SEQ。在基础样肿瘤中过表达的基因中，我们专注于RhoA和RhoB基因，该基因编码已知在肌动蛋白细胞骨架中起作用的小GTPases，从而允许细胞迁移。QRT-PCR和Western印迹用于表达研究。通过伤口愈合和Boyden Chambers分析分析了迁移和侵入性特性。通过荧光肌动蛋白标记评估应力纤维的形成。Rho siRNA，小型抑制剂Rhosin处理和BRCA1转染以研究RHO和BRCA1蛋白的作用。我们表明，RhoA的强烈表达和RHOB的低表达与乳腺癌的基础样亚型有关。降低RhoA表达可降低基底样细胞系的迁移和侵袭能力，同时降低RHOB表达增加了这些能力。Rhosin是RhoA的抑制剂，也可以减少基底样细胞系的迁移。RHO蛋白参与了应激纤维的形成，这是迁移细胞中发现的肌动蛋白细胞骨架的构象：RhoA表达的抑制降低了这些纤维的形成。这些结果表明，Rho蛋白是基底样和BRCA1突变乳腺癌的潜在治疗靶标，因为迁移和获得间充质特性是这些具有高转移性潜力的肿瘤的关键功能途径。brca1是一种基础样肿瘤中经常失活的基因，似乎在这些肿瘤中RhoA和RhoB的差异表达中起作用，因为在BRCA1突变的基底样细胞系中BRCA1表达的恢复RhoA的表达降低了RhoA的表达和RHOB的表达，并增加了迁移能力的表达。
2025 年 Hanna H. Gray 研究员计划竞赛 成功科学研究提案示例
摘要 mTORC1 蛋白激酶响应各种输入（包括氨基酸）调节细胞生长，这些输入向 Rag GTPases 发出信号，促进 mTORC1 易位到溶酶体表面（其激活位点）。这种途径在许多疾病中失调，包括糖尿病和癌症；然而，我们对氨基酸激活 mTORC1 的机制的理解并不完整。长期以来，一个谜团是氨基酸缺乏时抑制 mTORC1 的成分的身份。作为一名研究生，我推断负调节剂可能会影响 Rags，因为它们在营养感知中起着核心作用。我们对 Rags 进行了免疫沉淀，然后进行质谱分析 (IP/MS)，结果发现了两个相互作用的蛋白质复合物，我们称之为 GATOR1 和 GATOR2。GATOR2 正向调节 mTORC1 并在 GATOR1 上游或与 GATOR1 并行发挥作用，GATOR1 是一种 Rag GTPase 激活蛋白，也是 mTORC1 的关键抑制剂。 GATOR1 成分在癌症中发生突变，可能有助于识别对 mTORC1 抑制有反应的癌症。第二个未解之谜是 mTORC1 上游氨基酸传感器的身份。为了识别假定的传感器，我们对已知的 mTORC1 调节剂进行了广泛的 IP/MS。我们发现 Sestrin2 和 CASTOR1 是与 GATOR2 相互作用的蛋白质，分别起到亮氨酸和精氨酸传感器的作用。Sestrin2 和 CASTOR1 与 GATOR2 结合以抑制 mTORC1，并且在存在氨基酸的情况下这种抑制会得到缓解。重要的是，这些传感器的氨基酸结合能力是 mTORC1 感知氨基酸存在所必需的。总之，这些成分的发现澄清了我们对氨基酸如何向 mTORC1 发出信号的理解，并提供了在疾病状态下调节 mTORC1 活性的目标。
一举两得：新型抗癌疗法可预防肿瘤发生且无心脏毒性
抗癌治疗最严重的副作用之一是心血管毒性，这严重限制了传统和靶向肿瘤治疗的有效使用（Cameron and Chen，2018；Herrmann，2020）。治疗相关的心血管疾病涉及多种疾病，从血栓栓塞、中风、系统性和肺动脉高压、心肌炎、心律失常甚至心源性猝死，这些疾病共同导致了癌症患者的发病率和死亡率的增加。除了心血管损害之外，相当一部分癌症患者还患有急性或慢性肾脏疾病，需要肾脏替代疗法（Czifra et al., 2013；Barta et al., 2014），导致心房和心室心律失常、心力衰竭和其他不良反应的风险增加（Szabó et al., 2020）。尽管如此，心力衰竭患者中癌症患病率的增加表明，导致这两种疾病的共同分子触发因素和风险因素 ( de Boer et al., 2019 ; Meijers and De Boer, 2019 )。无论血流动力学是否受损，心力衰竭都会通过分泌各种循环因子来刺激肿瘤发展 ( Meijers et al., 2018 ; Richards, 2018 )，这表明心力衰竭与肿瘤发生之间存在因果关系。这些关联鼓励开发新的心脏安全策略，以提高癌症治疗的有效性 ( Hetey et al., 2017 ; Boros-oláh et al., 2019 )。 MAPK/ERK 通路是多种恶性肿瘤抗肿瘤治疗的主要靶点之一，因为该通路的功能获得性突变与 90% 以上的癌症有关（Nissan 等人，2013；Smorodinsky-Atias 等人，2020）。该级联涉及受体酪氨酸激酶 (RTK)、RAS GTPase、RAF 激酶 (MAP3K)、MEK (MAP2K) 的顺序激活，最终磷酸化 ERK (MAPK)（Lee 等人，2020）。活化的 ERK（细胞外信号调节激酶）位于级联的底部，磷酸化数百个细胞浆和细胞核靶点（Plotnikov 等人，2015），这些靶点介导相反的信号通路，导致细胞存活、凋亡、癌症生长或心脏功能障碍（图 1）。