分享一篇发表在JACS上的文章，文章题目是“Norstictic Acid Is a Selective Allosteric Transcriptional Regulator”，本文通讯作者是来自密歇根大学生命科学研究所的Anna K. Mapp教授，他们课题组的研究方向主要是通过合成有机化学、生物化学和分子生物学工具研究基因调控。本文通过筛选，发现了一种能够别构调节转录共激活剂Med25的天然产物降斑点酸。
转录共激活因子与转录激活因子的相互作用在基因表达调控中发挥着不可或缺的作用，共激活因子-激活因子-蛋白质-蛋白质相互作用(PPIs)网络的改变是许多疾病发生和发展的因素，因此合成探针以研究疾病机制和治疗应用引起广泛的兴趣。Med25是一种共激活因子，有研究表明 Med25 和 ETV/PEA3 转录激活因子的 PPI 网络失调促进了某些乳腺癌和前列腺癌的肿瘤发生和转移表型，因此开发 Med25 选择性抑制剂对肿瘤的治疗具有重要意义。Med25与激活剂相互作用的结构域是激活剂相互作用结构域(AcID)，AcID没有清晰的结合口袋，而是依赖疏水界面(H1和H2)与转录因子相互作用，这些特性使得AcID和其他共激活因子难以被选择性地靶向。
该课题组前期发现，AcID 内的动态结构包含变构区域，可以调节结合中的协同性和选择性，因此作者认为这些亚结构，尤其是loop区，或许能够进行变构抑制。首先，作者利用高通量荧光偏振 (FP) 来测定AcID 和荧光素标记的 VP16 的复合物，用以筛选Med25 AcID 的抑制剂。VP16 序列包含与 AcID 相互作用的最小结合序列并与 H1 和 H2 结合表面相互作用，通过该方法筛选了4046个化合物，结果显示两种天然产物降斑点酸（NA）和索苦酸（PA）具有最好的抑制效果，二者都是缩酚酮家族中的天然产物，含有邻酚醛结构，并且含醛基官能团使其能够发生共价结合，如与赖氨酸形成希夫碱，该反应通过NaBH4处理和质谱实验得到了验证。同时作者进行了相关衍生物的活性测定，发现邻酚醛对于化合物与Med25 AcID的相互作用（或抑制活性）是必要但不充分条件，如酚羟基成甲醚的斑点酸和水杨醛结构对Med25的抑制作用显著降低。相对于具有相似结合表面的其他共激活剂，NA 对Med25 PPI表现出显著的选择性，能够在两个结合表面抑制Med25 PPI，包括由转录激活因子ETV5（H1 结合表面）和ATF6α（H2 结合表面）形成的 PPI。
之后作者通过不同位置赖氨酸的突变实验发现，K519的突变对NA结合和抑制有明显影响， 该残基位于H2侧面富含赖氨酸的动态环上，并且该环上的K520和K518突变也对相互作用有影响，H1表面的突变则影响很小。之后作者又进行了NA-Med25 AcID共价复合物的分子动力学模拟，除了H2表面的共价结合，H1表面有显著的动力学变化，表明 NA 既是 H2 结合转录因子（例如 ATF6α）的正构抑制剂，又是 H1 结合转录激活因子的别构抑制剂。之后作者在HeLa细胞中进行检测，证明NA处理细胞能够阻止Med25·ETV5复合物的形成。总之，本文通过筛选得到了Med25的选择性正构/别构抑制剂NA，并验证了共激活剂中动态环在分子识别中的重要性及其作为靶标的潜力。
本文作者：Cheny
责任编辑：LDY
文章链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c03258
原文引用：DOI：10.1021/jacs.1c03258
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