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Nature癌癥藥物研發(fā)的新靶點:類CITED2蛋白
閱讀:783 發(fā)布時間:2017-3-14科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),兩種原本明顯的等效蛋白質(zhì)之間存在競爭關(guān)系。猛撲向細胞結(jié)合位點的蛋白質(zhì)總會勝出。這類細胞令研究人員格外關(guān)注,因為,它能觸發(fā)癌細胞的自滅!研究人員希望,未來的療法可以模仿這種蛋白,開發(fā)潛在的腫瘤藥物。
一個zui開始讓美國斯克利普斯研究所TSRI的科學(xué)家們感到困惑的現(xiàn)象,zui終被反轉(zhuǎn)為“革命性的進展”。
科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),兩種原本明顯的等效蛋白質(zhì)之間存在競爭關(guān)系。猛撲向細胞結(jié)合位點的蛋白質(zhì)總會勝出。這類細胞令研究人員格外關(guān)注,因為,它能觸發(fā)癌細胞的自滅!研究人員希望,未來的療法可以模仿這種蛋白,開發(fā)潛在的腫瘤藥物。
TSRI的研究助理Rebecca Berlow說,在分子水平上,這項工作對病人來說,是有著實際效益的。
人類細胞,包括癌細胞,在缺少攜帶氧氣的血液供給時(缺氧),能夠激活一組使細胞進入“生存模式”的基因。這一模式的開啟取決于一種叫HIF1α的蛋白,當HIF1α與一種名為CBP的二級蛋白的組成部分(稱為TAZ1)結(jié)合時,細胞就會開啟“生存模式”。也有負責“關(guān)閉”的開關(guān)。當氧含量重新恢復(fù)正常,細胞需要關(guān)閉這種“缺氧反應(yīng)”時,一種叫CITED2的蛋白就會跳出來,與TAZ1結(jié)合。
HIF1α和CITED2,被稱作固有無序蛋白(intrinsically disordered proteins ,IDPs)。它們本身都不會折疊成穩(wěn)定的形式,一直以一種非結(jié)構(gòu)化的形式存在,隨時準備著改變構(gòu)象,將它們自己擠進TAZ1的正確結(jié)合位點。
對TAZ1來說,HIF1α和CITED2有著平等的親和力,科學(xué)家們也沒有想到,一個會比另外一個的結(jié)合效率高。所以,當Rebecca Berlow發(fā)現(xiàn),在被迫參與競爭中,CITED2每次都會把HIF1α一把推開時,Berlow驚呆了,她的*反應(yīng)是,我怎么把實驗搞砸了?
Berbow說,這*違背了我們所知道的平衡。CITED2的舉動似乎與熱力學(xué)的原則(系統(tǒng)的無組織性)相矛盾。很明顯,有干擾!然而,干擾因素是什么?當Berlow提出她的發(fā)現(xiàn)時,TSRI的研究員Peter Wright,Cecil H. Green,Ida M. Green和Jane Dyson都感到困惑。他們決定進一步調(diào)查。進一步調(diào)查結(jié)果顯示,Berlow的初步調(diào)查結(jié)果沒錯。并且,他們還揭示了一個新的蛋白質(zhì)競爭現(xiàn)象。研究人員發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的組織性并不是隨機發(fā)生的。相反CITED2是*個例子,蛋白質(zhì)可以利用自身的無序結(jié)構(gòu),而不是氨基酸或構(gòu)型的親和力,取得結(jié)合優(yōu)先權(quán)。
人類的CITED2通過形成一個瞬態(tài)α三元配合物,替代HIF1α與TAZ1結(jié)合,以及通過它的LPEL 超二級結(jié)構(gòu)(一個介于二級結(jié)構(gòu)和三級結(jié)構(gòu)之間的狀態(tài))來與HIF1α爭奪一個共同的結(jié)合位點。換言之,CITED2促進了TAZ1構(gòu)象的變化,導(dǎo)致促進了HIF1α的解離。通過HIF1α釋放的變構(gòu)增強,CITED2激活一個高度敏感的負反饋通路,迅速和有效地減輕“缺氧反應(yīng)”。這個敏感的調(diào)節(jié)開關(guān),*依賴于這些固有無序蛋白*的靈活性和結(jié)合特性,很可能是細胞快速對環(huán)境做出反應(yīng)的常用策略。
這一發(fā)現(xiàn)可能會影響未來的藥物開發(fā),比如癌癥。研究人員解釋說,過去的候選藥物總是試圖阻止HIF1α去接近TAZ1,來防止癌癥細胞進入“生存模式”,但是結(jié)果并不是很有效。這項新研究表明,通過模仿自然反應(yīng),用類CITED2藥物使HIF1α離開,似乎更為可行。 Wright說,這會是一個非常非常有效的開關(guān),你只需要少量的CITED2關(guān)閉“缺氧反應(yīng)”,事實上,以CITED2的結(jié)合能耐,并沒有多少HIF1α能把這條通路掰回去了。
接下來,研究人員計劃研究CITED2掌控TAZ1結(jié)合位點的詳細機制,他們也在尋找CITED2治療其他疾病的治療學(xué)潛能。