靶向BRDT降解剂的药理学研究

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睾丸特异性溴结构域蛋白(Bromodomain testis-specific protein,BRDT)仅在人类精母细胞和圆形精子细胞中表达,通过与乙酰化组蛋白H4结合参与精子发生,是男性避孕药开发的热门靶点。而利用体内泛素-蛋白酶体系统降解蛋白质的蛋白降解靶向嵌合体(Proteolysis targeting chimera,PROTAC)分子,可靶向降解多种蛋白包括各种疾病治疗靶点,但目前尚无应用于BRDT的降解剂。因此,开发BRDT特异性降解剂对于男性避孕药的研究具有重要意义。BRDT属于含溴结构域和末端外结构域(Bromodomain and extra-terminal domain,BET)蛋白家族,靶向BET蛋白的降解剂是否可以降解BRDT暂无报道。本研究利用免疫印迹法,在原代小鼠精母细胞中确定了广谱性降解剂ARV-771可降解BRDT。利用可高通量检测BET蛋白降解效应的改良酶联免疫吸附技术,验证了ARV-771在HEK293细胞中对于BET蛋白的广谱性降解作用,并证明了BRDT与ARV-771作用的主要氨基酸残基是Phe52和Phe295,分别位于两个溴结构域(Bromodomain,BD)BD1和BD2上,证实了BD2与先前报道的BD1一样,也参与了BRDT的降解过程。为了开发出更具特异性的BRDT降解剂,本研究以靶向BRDT-BD2的小分子抑制剂,CDD-1102作为BRDT的配体基团,以VH-032作为E3连接酶结合基团,采用不同柔性片段,得到两种靶向BRDT的降解剂—KZ-49和KZ-63,并对二者的物化表征进行验证;利用上述方法对降解剂处理后的HEK293细胞内蛋白表达量相对变化进行检测,发现两种新型降解剂均可以有效结合并降解BD2以及全长BRDT。本研究明晰了ARV-771对于BRDT的降解效应及主要作用位点,设计并验证了两种靶向BRDT-BD2结构域的新型降解剂,KZ-49和KZ-63,得到了两种具有一定特异性的BRDT降解剂。为靶向BD2的降解剂的进一步优化提供分子基础,并为BRDT的功能研究和药物开发提供了有效的工具药物和先导化合物,对于男用避孕药的开发具有一定参考价值。
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