沙利度胺及其衍生物是强效的癌症治疗药物,也是最容易理解的分子胶降解剂 (MGD) 之一。这些药物选择性地重新编程 E3 泛素连接酶 cereblon (CRBN),使靶蛋白被泛素-蛋白酶体系统降解。MGD 在 E3 连接酶表面产生新的识别界面,参与诱导的蛋白质-蛋白质与新底物的相互作用。对其作用机制的分子洞察为通过特定的识别基序 G 环与大量靶标进行接触提供了令人兴奋的机会。我们的分析表明,目前基于 CRBN 的 MGD 原则上可以识别人类蛋白质组中超过 2,500 种包含 G 环的蛋白质。我们回顾了在调整 CRBN 与其 MGD 诱导的新底物之间的特异性方面的最新进展,并推断出一组控制这些相互作用的简单规则。我们得出结论,合理的 MGD 设计工作将能够选择性降解更多的蛋白质,从而将这种治疗方式扩展到更多的疾病领域。
蛋白水解靶向嵌合体 (PROTAC) 是一种用于潜在临床药物发现的新型靶向蛋白质降解技术,由蛋白质靶向配体与 E3 连接酶配体共价连接而成。通过招募 E3 连接酶到靶蛋白,PROTAC 通过泛素-蛋白酶体系统引发泛素化并随后降解靶标。在过去的几十年中,分子对接和虚拟筛选已经成为一种有效的药物发现策略,用于从大量化学结构数据库中识别化合物。对于 PROTAC,分子对接可以准确模拟蛋白质-PROTAC-E3 三元复合物,从而大大加速构效关系分析,并提高配体的亲和力和选择性。在本综述中,我们总结了分子对接和虚拟筛选在 PROTAC 药物发现中的应用的最新进展。迄今为止,已有大约 9 种靶蛋白和 12 种 PROTAC 成功通过分子对接和虚拟筛选开发。最后,讨论了分子对接和基于虚拟筛选的 PROTAC 的潜在挑战。
Cereblon 是 CRL4-CRBN E3 泛素连接酶的组成部分,是骨髓瘤药物沙利度胺、来那度胺和泊马度胺的靶标。在发现 Cereblon 直接与沙利度胺结合后,结构研究对于了解分子胶水的作用机制至关重要。这些药物与 Cereblon 表面结合并重新利用 E3 连接酶来招募非天然底物,从而导致泛素化和降解。Cereblon 的重新利用可以通过异双功能药物或分子胶水降解剂实现。分子胶水药物的分子量低于异双功能药物,并且更广泛地依赖于稳定蛋白质-蛋白质相互作用。沙利度胺类似物作为原型分子胶水得到了非常深入的研究,已经确定了几种 Cereblon 复合物的晶体结构。除了 Cereblon-药物二元复合物外,还解决了几种底物结合的三元复合物。底物募集所需的关键“降解决定子”特征,可实现优化功效和选择性的合理设计。降解决定子存在于其他不相关的 cereblon 底物中,这些底物没有序列、折叠或功能相似性。
摘要:配体诱导的蛋白质降解已成为一种引人注目的方法,通过将蛋白质引导至泛素蛋白酶体机制来促进蛋白质从细胞中的靶向消除。到目前为止,仅发现有限数量的 E3 连接酶支持配体诱导的蛋白质降解,这反映了用于蛋白水解靶向嵌合体 (PROTAC) 设计的 E3 结合化合物的缺乏。在这里,我们描述了一种功能筛选策略,该策略使用候选亲电 PROTAC 的集中库来发现通过共价结合 E3 连接酶来降解人体细胞中蛋白质的双功能化合物。机制研究表明,亲电 PROTAC 通过修饰 DCAF11(一种特征不明显的 E3 连接酶底物接头)中的特定半胱氨酸起作用。我们进一步表明,DCAF11 导向的亲电 PROTAC 可以降解人类前列腺癌细胞中的多种内源性蛋白质,包括 FBKP12 和雄激素受体。我们的研究结果表明 DCAF11 是一种 E3 连接酶,能够通过亲电 PROTAC 支持配体诱导的蛋白质降解。■ 简介
利达克,T.;巴洛霍娃,N.;科里内克,V.;塞德拉切克,R.; Balounova,J.;卡斯帕雷克,P.; Cermak,L. CRL4-DCAF12 泛素连接酶在精子发生和 T 细胞活化过程中控制 MOV10 RNA 解旋酶。诠释。 J。莫尔。科学2021,22,5394,doi:10.3390/ijms22105394。 *
压力细胞秘密错误折叠的蛋白质,但是尚不清楚UCP中错误折叠的蛋白质的靶向错误。在这里,我们报告说,错误折叠的UCPS客户端会通过称为泛素蛋白 - 折叠式修饰剂1(UFM1)的泛素样蛋白进行修饰。Using α -synuclein ( α -Syn) as a UcPS model, we show that mutating the UFMylation sites in α -Syn or genetic inhibi- tion of the UFMylation system mitigates α -Syn secretion, whereas overexpression of UFBP1, a component of the endoplasmic reticulum–associated UFMylation ligase complex, augments α - 哺乳动物细胞和模型生物中的Syn分泌。UFM1本身与α -Syn共归因,而血清UFM1水平与α -Syn的水平相关。因为UFM1可以被泛素特异性肽酶19(USP19)直接识别,这是一种先前已建立的UCPS刺激剂,已知与多种伴侣活动相关,因此UFMylation可能会促进USP19的底物参与,从而允许对差异蛋白质进行严格选择,以使其对分泌蛋白进行严格的分泌和蛋白质的毒素有效性。
摘要:使用靶向嵌合体(Protac)和分子胶水降解的靶向蛋白质降解(TPD)已成为一种强大的治疗方式,以消除从细胞中消除引起疾病的蛋白质。protac和分子胶降解器分别采用异性功能或单个小分子,以化学诱导靶蛋白与E3泛素连接酶的近端降低并通过蛋白酶体泛素化并降低特异性蛋白质。虽然TPD是扩展可毒蛋白质组的有吸引力的治疗策略,但人类基因组编码的> 600 E3连接酶中仅相对较少的E3连接酶已被小分子用于TPD应用。在这里,我们回顾了迄今为止已成功利用TPD的现有E3连接酶,并讨论了启用化学蛋白质组学的共价筛选策略,以发现新的E3连接酶招聘人员。我们还提供了数百种E3连接酶内反应性半胱氨酸的化学蛋白质图图,该图可能代表了可能在药理上询问的潜在可韧带位点,以发现其他E3连接酶招聘器。
视黄酸诱导基因 I (RIG-I) 样受体 (RLR) 是启动抗病毒免疫反应所必需的主要病毒 RNA 传感器。RLR 受到严格的转录和翻译后调控,其中泛素化是最重要的调控之一。然而,泛素化在 RLR 转录中的作用尚不清楚。在这里,我们筛选了 375 种明确的泛素连接酶敲除细胞系,并确定泛素蛋白连接酶 E3 组分 N-识别素 5 (UBR5) 是 RLR 转录的正调节因子。UBR5 缺陷会降低对 RNA 病毒的抗病毒免疫反应,同时增加原代细胞和小鼠中的病毒复制。与野生型同窝仔相比,Ubr5 敲除小鼠更容易受到致命的 RNA 病毒感染。从机制上看,UBR5 介导三部分基序蛋白 28 (TRIM28) 的赖氨酸 63 连接泛素化,TRIM28 是 RLR 的表观遗传抑制因子。这种修饰可防止 TRIM28 的分子内 SUMO 化,从而解除 TRIM28 对 RLR 转录的抑制。总之,UBR5 通过泛素化和去 SUMO 化 TRIM28 实现 RLR 表达的快速上调,从而增强抗病毒免疫反应。
这项研究确定了融合在线粒体DNA(mtDNA)修复中融合中的生理作用,并突出了其与FUS相关神经退行性疾病的发病机理(如杏仁型侧面硬化症(ALS))的影响。内源性FUS与MTDNA连接酶IIIα(MTLIG3)相互作用并募集到线粒体内的DNA损伤位点,这对于维持健康细胞中MTDNA修复和完整性至关重要。使用ALS患者衍生的FUS突变细胞系,转基因小鼠模型和人尸检样品,我们发现FUS功能损害阻碍了MTLIG3的维修作用,从而导致mtDNA损伤和突变增加。这些改变会导致线粒体功能障碍的各种表现,特别是在与疾病病理学有关的压力状况下。重要的是,在患者衍生的诱导多能细胞(IPSC)中纠正FUS突变可保留mtDNA完整性。类似地,引入人DNA连接酶1的焦油恢复了FUS突变细胞中的修复机制和线粒体活性,这表明潜在的治疗方法。我们发现FUS在线粒体健康和mtDNA修复中的关键作用,为线粒体功能障碍在FUS相关运动神经元疾病中的线粒体功能障碍提供了宝贵的见解。
干扰素(IFN)刺激的基因15(ISG15)是由两个泛素样(UBL)结构域组成的15 kDa蛋白。一个铰链序列将N末端UBL结构域连接到C末端UBL结构域,该结构域具有含有赖氨酸,精氨酸和甘氨酸残基(LRLRRGG)的基序[1-4]。通过此序列,ISG15通过E1-激活酶(UBE1L)的顺序作用,E2偶联酶[泛素蛋白 - 偶联酶E2 L6(UBCH8)和E3 liig and rldl rldl rldl rldl and hh3 lig hh 3 ligh酶(ube1l)和rldl rld hhst iSG15与赖氨酸(LYS)残基上的靶蛋白共价相关。泛素蛋白连接酶5(HERC5),Ariadne RBR E3泛素蛋白连接酶1(Hhari)和包含25个(TRIM25)的三方基序[5-8]。此过程称为IsgyLation,以三个步骤发生,类似于蛋白质泛素化过程:(a)UBE1L介导了三磷酸腺苷(ATP)依赖性硫酯与ISG15的形成; (b)ISG15通过式式反应从UBE1L转移到UBCH8,形成ISG15和UBCH8之间的硫酯键; (c)从ISG15-E2酶复合物中,E3连接酶促进了ISG15向靶蛋白的LYS残基的转移和共价附着。因此,e3 ligases herc5,hhari和trim25介导底物的特异性[5-8]。蛋白质Isgylation受调节
