靶向肿瘤相关蛋白CBP bromodomain小分子抑制剂的发现及作用机制的研究

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目的:在过去的几十年间,许多肿瘤表观遗传学研究表明,异常的组蛋白修饰是肿瘤发生发展的动力。组蛋白乙酰化是表观遗传学中一类至关重要的翻译后修饰,不仅在基因转录和染色体形成中扮演重要角色,更是与多种肿瘤疾病密切相关。cAMP反应元件结合蛋白(CREB)结合蛋白(CBP)和腺病毒E1A结合蛋白(P300)是两种密切相关的多功能转录辅助激活因子。这两种蛋白都包含有一个毗邻乙酰化催化结构域(HAT domain)的溴域(Bromodomain),该溴域是非BET家族溴域的重要成员之一。大量研究发现,CBP bromodomain是一个非常有前景的治疗多种癌症和免疫调节疾病的药物靶点。然而,靶向非BET家族溴域的小分子抑制剂却非常匮乏。方法:在本文中,我们对CBP bromodomain和乙酰化H4多肽这对互作蛋白建立并优化了基于HTRF技术的高通量筛选平台,并对实验室自建的化合物库进行高通量筛选。我们采用表面等离子体共振实验来测定CBP bromodomain的KD值,利用分子对接分析结合模式,测定DCCP20衍生物的活性,分析了构效关系。随后,我们测定了DCCP20对MV4-11等淋巴瘤细胞增殖的影响,并用蛋白免疫印迹法检测c-Myc的表达量。结果:我们发现化合物DCCP20这一新型的CBP bromodomain小分子抑制剂,其IC50值为744.3nM。表面等离子体共振实验证明它可以直接结合CBP bromodomain,体外KD值4.01μM。分子对接表明,DCCP20通过与保守残基ASN1168的氢键作用,牢牢占据了乙酰化赖氨酸(Kac)的结合区域。在细胞水平上,DCCP20可以抑制MV4-11细胞株的增殖,而且蛋白免疫印迹实验显示它可以显著下调癌基因c-Myc的表达量。结论:DCCP20是CBP bromodomain抑制剂,为进一步优化药物化学结构提供了新的化学骨架,也为CBP相关的生物学功能研究提供了有效的化学探针。此外,该抑制剂通过靶向CBP bromodomain蛋白有望成为AML型白血病的治疗策略之一。
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