分享一篇發(fā)表在Cell chemical biology的文章Small-molecule allosteric inhibitors of GPX4。文章的通訊作者是來自哥倫比亞大學(xué)的Brent R. Stockwell教授，他們組利用化學(xué)工具來研究細(xì)胞死亡的機(jī)制。
在一些耐藥性轉(zhuǎn)移性癌癥入侵其他器官的過程中，多不飽和脂肪酸PUFA的林芝（PUFA-PLs）水平增加會(huì)提高細(xì)胞膜的流動(dòng)性。PUFA-PL的雙鍵會(huì)發(fā)生過氧化，而細(xì)胞內(nèi)谷胱甘肽過氧化物酶4即GPX4可以減少脂質(zhì)過氧化的發(fā)生。一些小分子如RSL3或ML162可以抑制GPX4，并誘導(dǎo)癌細(xì)胞發(fā)生鐵死亡，但是基于這些抑制劑進(jìn)行開發(fā)藥物仍然具有挑戰(zhàn)性，需要對(duì)結(jié)合抑制的機(jī)制進(jìn)行更深入研究。在本文中，作者構(gòu)建了不同的GPX4突變體來研究小分子RSL3和ML162的共價(jià)結(jié)合機(jī)制以及對(duì)GPX4的影響，并據(jù)此尋找了更多可以結(jié)合、抑制GPX4的小分子化合物。
首先，作者通過GPX4 U46C和RLS3、ML162的共晶結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)小分子都可以和GPX4活性位點(diǎn)附近的C66共價(jià)結(jié)合，而過表達(dá)C66S突變的GPX4導(dǎo)致細(xì)胞對(duì)小分子誘導(dǎo)的鐵死亡耐受，說明C66位點(diǎn)對(duì)小分子調(diào)節(jié)GPX4功能的重要性。由于GPX4活性位點(diǎn)附近含有7個(gè)Cys和1個(gè)Sec，作者決定將所有這些親電位點(diǎn)突變?yōu)?/span>Ala或者Ser，并逐一將其恢復(fù)為Cys，發(fā)現(xiàn)表達(dá)A66C以及A46U的恢復(fù)體的HT080細(xì)胞在ML162處理后內(nèi)部GPX4的穩(wěn)定性降低、細(xì)胞存活率增加，其中A66C也能在RSL2處理的細(xì)胞上得到相似效果，這說明RSL3和ML162在細(xì)胞中能夠特異的和Sec46以及C66共價(jià)結(jié)合。此外，在使用IKE抑制System Xc-誘導(dǎo)G401細(xì)胞發(fā)生鐵死亡的模型中，過表達(dá)A46U和A66C恢復(fù)體能夠?qū)⒓?xì)胞死亡水平減少到和過表達(dá)野生型GPX4相似的程度、過表達(dá)A10C則進(jìn)一步加劇死亡，這與此前報(bào)道的GPX4的GSH依賴性催化過程需要C10、U46、C66共同參與的模型相支持，在低GSH水平的細(xì)胞中C66S-C10S雙突變也導(dǎo)致GPX4的活性明顯減少。
