分享一篇發(fā)表在Nature Chemical Biology上的文章，本文的通訊作者是來(lái)自加拿大多倫多大學(xué)醫(yī)學(xué)生物物理系的Cheryl Arrowsmith教授，她主要研究疾病過(guò)程中細(xì)胞核信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中的蛋白結(jié)構(gòu)、功能和化學(xué)調(diào)節(jié)。本文中作者開(kāi)發(fā)了一種調(diào)節(jié)GID4及底物相互作用的化學(xué)探針，并分析了GID4底物組的互作方式和功能。
細(xì)胞中蛋白的半衰期通常由稱為degrons的短線性序列決定，它們可以募集E3泛素連接酶，泛素化底物并將其靶向蛋白酶體降解。Pro/N-degrons 通路是通過(guò)GID4蛋白識(shí)別序列第一或第二位含有未修飾脯氨酸殘基的N端degrons，隨后被稱為 GID 復(fù)合物的多亞基 E3 連接酶復(fù)合物泛素化，靶向它們進(jìn)行蛋白酶體降解。該GID復(fù)合物在人類中稱為CTLH復(fù)合物。其中，GID4是唯一已知的底物受體，但某些底物以獨(dú)立于GID4的方式降解，且GID4結(jié)合口袋中的某些突變破壞底物結(jié)合，因此全域地分析CTLH底物及其功能是重要的科學(xué)問(wèn)題。首先，作者通過(guò)親和質(zhì)譜及藥物優(yōu)化方法開(kāi)發(fā)了一種GID4抑制劑PFI-7，該探針可以結(jié)合GID4的底物結(jié)合口袋，從而競(jìng)爭(zhēng)底物。通過(guò)SPR測(cè)定PFI-7與GID4的結(jié)合常數(shù)為79±7 nM，并且可以從結(jié)合口袋中置換底物肽Pro/N-degrons，置換常數(shù)為4.1±0.2 uM，證明了PFI-7結(jié)合GID-4口袋，破壞Pro/N-degrons結(jié)合。接下來(lái)，作者利用BioID的鄰近標(biāo)記與質(zhì)譜聯(lián)用方法鑒定了GID4相互作用組。通過(guò)LC-MS/MS對(duì)3組生物素化蛋白進(jìn)行定量：（1）用二甲基亞砜（DMSO）處理的表達(dá)BioID2載體的細(xì)胞，（2）用DMSO處理的表達(dá)BioID2-GID4的細(xì)胞，（3）用PFI-7處理的表達(dá)BioID2-GID4的細(xì)胞。PFI-4的存在可以削弱它們的相互作用，鑒定到64個(gè)高置信度的Pro/N-degrons 通路靶標(biāo)。這些底物富集在與核酸結(jié)合、核糖體生物發(fā)生和細(xì)胞核相關(guān)的通路中。作者接下來(lái)分析了這些底物的序列特征及功能。序列上，它們理應(yīng)含有Pro/N-degrons片段，但這些底物僅部分含有經(jīng)典的Pro/N-degrons，說(shuō)明了GID4將底物募集到CTLH復(fù)合物中的多功能性。功能上，部分GID4相互作用蛋白水平不受到GID4抑制的影響，說(shuō)明互作具有潛在的其他功能，并不都是促進(jìn)蛋白酶體降解。總之，這篇文章借助一種能靶向GID4蛋白結(jié)合口袋的小分子分析了其底物組，底物組在序列和功能上具有復(fù)雜性。原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41589-024-01618-0文章引用：https://doi.org/10.1038/s41589-024-01618-0
