介紹的是最近在JACS上報(bào)道的一篇標(biāo)題為 “Acetylation Targeting Chimera Enables Acetylation of the Tumor Suppressor p53” 的文章。該文的通訊作者是紐約西奈山伊坎醫(yī)學(xué)院蒂施癌癥研究所腫瘤科學(xué)系的Jian Jin研究員。在本文中，作者團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種三元嵌合體分子，能夠特異性地使腫瘤抑制因子p53 Y200C突變體發(fā)生乙酰化反應(yīng)，最終產(chǎn)生抗腫瘤活性。
蛋白質(zhì)降解靶向嵌合體(PROTAC)是一種異雙功能分子，能夠分別結(jié)合細(xì)胞內(nèi)待降解的目標(biāo)蛋白(POI)和泛素-蛋白酶體系統(tǒng)中的E3泛素連接酶，使目標(biāo)蛋白多聚泛素化隨后被降解。多種PROTAC作為治療癌癥的新治療方式已進(jìn)入臨床發(fā)展階段。泛素化實(shí)質(zhì)上是一種動態(tài)翻譯后修飾，因此，受到PROTAC這類異雙功能分子的啟發(fā)，開發(fā)出了許多新的化學(xué)誘導(dǎo)接近(CIP)技術(shù)，通過誘導(dǎo)特異性的蛋白質(zhì)翻譯后修飾來重新編程內(nèi)源性生物系統(tǒng)，以治療一些通常意義上具有挑戰(zhàn)性的疾病。包括去泛素化靶向嵌合體(DUBTAC)、磷酸化靶向嵌合體(PHICS)，然而，迄今為止，還沒有一種能夠誘導(dǎo)蛋白乙?；那逗象w出現(xiàn)。
賴氨酸乙?；且环N動態(tài)的翻譯后修飾，由乙酰輔酶A通過乙酰轉(zhuǎn)移酶轉(zhuǎn)移到賴氨酸的ε-氨基側(cè)鏈上，從而調(diào)節(jié)不同的蛋白質(zhì)性質(zhì)。對于一些腫瘤抑制因子如PTEN和p53而言，其賴氨酸乙酰化能夠使其響應(yīng)DNA損傷，并調(diào)節(jié)其與MDM2復(fù)合物的穩(wěn)定性，是其發(fā)揮調(diào)節(jié)細(xì)胞周期、促進(jìn)腫瘤細(xì)胞生長抑制和凋亡作用的重要因素，同時(shí)也能誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生鐵死亡。因此，特異性誘導(dǎo)p53的乙?；哂袠O大的腫瘤治療潛力。
在本文中，作者開發(fā)出了一種異雙功能小分子，被稱作乙酰化靶向嵌合體(AceTAC)，通過劫持乙酰轉(zhuǎn)移酶直接誘導(dǎo)POI的乙?；恍枰魏位虿僮?。他們使用p53 Y220C突變體作為研究對象，該突變體因?yàn)槔野彼岬耐蛔儐适Я瞬糠?/span>DNA結(jié)合活性從而導(dǎo)致不穩(wěn)定，是多種癌癥中的熱點(diǎn)突變。該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，通過靶向乙酰化p53 Y220C突變體，能夠起到相比小分子穩(wěn)定劑更強(qiáng)效的腫瘤抑制活性。
首先，他們對目標(biāo)AceTAC分子進(jìn)行了理性設(shè)計(jì)。p53 Y220C的突變給p53帶來了一個(gè)可結(jié)合的“腔”，一些化合物已經(jīng)被證明能夠通過結(jié)合該腔來穩(wěn)定p53 Y220C突變體。作者在其中一種分子PK9323的溶劑暴露區(qū)域引入一個(gè)二級胺，使其能夠與另一部分配體分子相連。對于另一部分，該團(tuán)隊(duì)選擇了組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶p300/CBP來誘導(dǎo)p53 Y220C的乙酰化。化合物33擁有較高的p300/CBP結(jié)合活性，因此該團(tuán)隊(duì)使用不同長度的PEG連接子連接兩個(gè)配體部分，構(gòu)建了AceTAC分子1-4。通過Western Blot他們發(fā)現(xiàn)化合物3-4能部分誘導(dǎo)p21蛋白的表達(dá)，但效率不是很高。因此，為了進(jìn)一步提升與p53 Y220C的結(jié)合作用，他們改造了PK9323部分的甲基化部分，設(shè)計(jì)了化合物5-9。最終，這些化合物在H1229細(xì)胞系(攜帶p53 Y200C突變)上展現(xiàn)出了更高的p21誘導(dǎo)活性以及p53 K382ac乙?；芰?。(圖1)
圖1. p53蛋白的乙?；邢蚯逗象w的分子設(shè)計(jì)及其乙?；芰Τ醪窖芯?/span>
接下來，他們進(jìn)一步優(yōu)化了上述化合物中乙?；憩F(xiàn)最優(yōu)的化合物7，以圖發(fā)現(xiàn)一個(gè)效率更高的靶向乙?；逗象w。通過將PK9323的噻唑環(huán)改為甲基噻吩環(huán)，進(jìn)一步提升了其親和力，所得化合物被命名為MS78，其有著比化合物7更高的p53 K382ac誘導(dǎo)活性，EC50值大大降低。并且只能夠在p53 Y220C突變細(xì)胞系中乙?；?/span>p53，若沒有p53存在的細(xì)胞系則不能乙酰化。此外，他們還通過抑制劑或siRNA沉默的方法證明了MS78介導(dǎo)的p53乙?；且蕾囉谀繕?biāo)乙酰轉(zhuǎn)移酶p300/CBP
