推薦發(fā)表在Nature Chemical Biology上的文章，題目是A chemical probe targeting the PWWP domain alters NSD2 nucleolar localization，通訊作者是加拿大多倫多大學(xué)的Matthieu Schapira、Dalia Barsyte-Lovejoy、David Dilworth和北卡羅來納大學(xué)的Lindsey I. James。
NSD2是組蛋白賴氨酸甲基轉(zhuǎn)移酶，它在多種癌癥中存在異常表達(dá)、突變，它除了有催化結(jié)構(gòu)域，還有多個蛋白蛋白互作的結(jié)構(gòu)域，例如PHD和PWWP，和染色體讀取相關(guān)，但是目前具體的功能還有待探究。鑒于該蛋白在疾病和生物學(xué)中的意義，目前有靶向NSD2蛋白發(fā)展小分子藥物，因此本文希望針對PWWP發(fā)展化學(xué)探針，調(diào)節(jié)NSD2的染色體結(jié)合、亞細(xì)胞定位和催化功能。因為NSD2-PWWP1結(jié)構(gòu)域依賴于一個保守的芳香籠穩(wěn)定結(jié)合在染色體上，和H3K36me2/H3K36me3核小體結(jié)合，因此本文發(fā)展了靶向該籠的小分子，破壞NSD2與核小體的結(jié)合。作者首先利用虛擬篩選、靶向篩選、配體結(jié)合骨架遷移方法找到了NSD2-PWWP1結(jié)構(gòu)域的結(jié)合配體MR387，微摩級別的結(jié)合能力，接著作者通過分子對接模擬預(yù)測到將MR387中的苯腈替換掉成為MRT866會有更好地結(jié)合，實驗測定結(jié)合能力在百納摩級別，進(jìn)一步優(yōu)化了結(jié)構(gòu)得到了UNC6934，作者利用蛋白熱穩(wěn)定性實驗驗證了UNC6934與芳香籠突變的NSD2不再結(jié)合，而且與其他蛋白的PWWP結(jié)合相比，該小分子只特異性結(jié)合NSD2蛋白的PWWP，而且也不對其他甲基轉(zhuǎn)移酶有抑制作用。
接下來，作者對該小分子影響NSD2的機理進(jìn)行探究，發(fā)現(xiàn)UNC6934小分子會占據(jù)NSD2-PWWP結(jié)合組蛋白甲基化的口袋，使其從上面脫離下來，而且作者也驗證了在細(xì)胞環(huán)境中該小分子也會特異性地結(jié)合NSD2-PWWP結(jié)構(gòu)域。之前有研究表明，NSD2缺乏PWWP區(qū)域的變體在核中有累積，該小分子對NSD2-PWWP域的抑制作用也達(dá)到了類似作用，作者通過共聚焦顯微鏡發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過UNC6934處理的細(xì)胞，NSD2在核仁中的信號增加，說明改變了該蛋白在核中的定位。
總結(jié)來說，本文通過篩選和優(yōu)化找到了能夠靶向組蛋白甲基化酶NSD2的化學(xué)探針，影響該蛋白在核中的定位以及和破壞其與染色體的結(jié)合，對于研究癌癥或者其他生物學(xué)問題中的NSD2蛋白的功能具有重要意義。
本文作者：LBW
責(zé)任編輯：LYP
原文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41589-021-00898-0
原文引用：DOI：10.1038/s41589-021-00898-0
