上海藥物所等發現小G蛋白Rho亞家族不可逆變構抑制劑
2020-12-06 中國科學院上海藥物所等發現小G蛋白Rho亞家族不可逆變構抑制劑
2020-05-20 上海藥物研究所
語音播報
5月13日，中國科學院上海藥物研究所羅成課題組、復旦大學黨永軍課題組、哈爾濱工業大學劉川鵬課題組以及廣州中醫藥大學劉博課題組合作，在Advanced Science上在線發表題為Covalent inhibitors allosterically block the activation of Rho family proteins and suppress cancer cell invasion 的研究論文。該研究報導了小G蛋白Rho亞家族的共價抑制劑，發現其新型變構調控口袋，並闡明其變構調控分子機制。
小G蛋白家族關鍵成員Rho亞家族是細胞內重要的調控因子，由於臨床發現其關鍵成員RhoA等存在多種致病性突變，引發腫瘤惡性增殖和轉移，因而該家族成為抗腫瘤藥物研發領域的重要靶標。由於底物與蛋白親合力達pM級，導致傳統的藥物研發方法難以發現直接靶向，現有小分子抑制劑極度匱乏。因此迫切需要發展新的策略，以實現靶向性包括RhoA在內Rho亞家族成員的抑制劑開發。
研究團隊合作通過分子動力學模擬發現位於RhoA蛋白Cys107附近的變構「口袋」，功能研究表明鄰近的S188可被磷酸化修飾，從而抑制RhoA蛋白的活性；靶向該變構口袋，開展虛擬篩選結合實驗驗證，發現了苗頭化合物DC-Rhoin；利用NMR、MS和 Pull Down實驗，證實化合物結合Cys107，選擇性地破壞其與調控蛋白RhoGEF及RhoGDI的相互作用，而不影響與RhoGAP的相互作用。
為了闡明DC-Rhoin變構調控分子機制，研究團隊解析了其與RhoA蛋白的複合物晶體結構，捕捉到新型變構調控口袋「CLocK」。晶體結構表明，DC-Rhoin修飾於Cys107，引起遠端構象變化。而RhoA構象部分位於其與RhoGEF-LARG、RhoGDI的相互作用界面，而不在與RhoGAP-ARAP3互作界面，最終闡明DC-Rhoin選擇性破壞RhoA與其調控蛋白相互作用的分子機制。
該研究運用分子動力學模擬揭示內源修飾功能調控位點，通過虛擬篩選結合實驗發現靶向內源修飾的共價化學分子，結合晶體複合物結構揭示其動態調控過程，發現全新變構調節口袋「CLocK」，最終實現靶向翻譯後修飾位點的先導化合物的發現。該研究為Rho家族蛋白的靶向性藥物開發奠定先導化合物基礎，也為實現對「難以靶向」蛋白的藥物研發提供了可借鑑的思路。
上海藥物所研究員羅成、復旦大學研究員黨永軍、哈爾濱工業大學副教授劉川鵬以及廣州中醫藥大學研究員劉博為該論文的共同通訊作者；上海藥物所與哈爾濱工業大學聯合培養博士生孫中雅、上海藥物所博士張豪、副研究員張元元、博士生廖麗萍以及廣州中醫藥大學博士生周文為該論文共同第一作者。該研究得到中科院院士、上海藥物所研究員陳凱先、蔣華良，上海藥物所研究員周兵、張乃霞及譚敏佳的支持。該項目獲得基金委生物大分子動態修飾重大科學計劃、中科院先導專項、上海市科委、重大專項、王寬誠教育基金會以及廣州中醫藥大學一流學科研究重點項目的資助。
論文連結
DC-Rhoin與RhoA複合物晶體結構示意圖
5月13日，中國科學院上海藥物研究所羅成課題組、復旦大學黨永軍課題組、哈爾濱工業大學劉川鵬課題組以及廣州中醫藥大學劉博課題組合作，在Advanced Science上在線發表題為Covalent inhibitors allosterically block the activation of Rho family proteins and suppress cancer cell invasion 的研究論文。該研究報導了小G蛋白Rho亞家族的共價抑制劑，發現其新型變構調控口袋，並闡明其變構調控分子機制。
小G蛋白家族關鍵成員Rho亞家族是細胞內重要的調控因子，由於臨床發現其關鍵成員RhoA等存在多種致病性突變，引發腫瘤惡性增殖和轉移，因而該家族成為抗腫瘤藥物研發領域的重要靶標。由於底物與蛋白親合力達pM級，導致傳統的藥物研發方法難以發現直接靶向，現有小分子抑制劑極度匱乏。因此迫切需要發展新的策略，以實現靶向性包括RhoA在內Rho亞家族成員的抑制劑開發。
研究團隊合作通過分子動力學模擬發現位於RhoA蛋白Cys107附近的變構「口袋」，功能研究表明鄰近的S188可被磷酸化修飾，從而抑制RhoA蛋白的活性；靶向該變構口袋，開展虛擬篩選結合實驗驗證，發現了苗頭化合物DC-Rhoin；利用NMR、MS和 Pull Down實驗，證實化合物結合Cys107，選擇性地破壞其與調控蛋白RhoGEF及RhoGDI的相互作用，而不影響與RhoGAP的相互作用。
為了闡明DC-Rhoin變構調控分子機制，研究團隊解析了其與RhoA蛋白的複合物晶體結構，捕捉到新型變構調控口袋「CLocK」。晶體結構表明，DC-Rhoin修飾於Cys107，引起遠端構象變化。而RhoA構象部分位於其與RhoGEF-LARG、RhoGDI的相互作用界面，而不在與RhoGAP-ARAP3互作界面，最終闡明DC-Rhoin選擇性破壞RhoA與其調控蛋白相互作用的分子機制。
該研究運用分子動力學模擬揭示內源修飾功能調控位點，通過虛擬篩選結合實驗發現靶向內源修飾的共價化學分子，結合晶體複合物結構揭示其動態調控過程，發現全新變構調節口袋「CLocK」，最終實現靶向翻譯後修飾位點的先導化合物的發現。該研究為Rho家族蛋白的靶向性藥物開發奠定先導化合物基礎，也為實現對「難以靶向」蛋白的藥物研發提供了可借鑑的思路。
上海藥物所研究員羅成、復旦大學研究員黨永軍、哈爾濱工業大學副教授劉川鵬以及廣州中醫藥大學研究員劉博為該論文的共同通訊作者；上海藥物所與哈爾濱工業大學聯合培養博士生孫中雅、上海藥物所博士張豪、副研究員張元元、博士生廖麗萍以及廣州中醫藥大學博士生周文為該論文共同第一作者。該研究得到中科院院士、上海藥物所研究員陳凱先、蔣華良，上海藥物所研究員周兵、張乃霞及譚敏佳的支持。該項目獲得基金委生物大分子動態修飾重大科學計劃、中科院先導專項、上海市科委、重大專項、王寬誠教育基金會以及廣州中醫藥大學一流學科研究重點項目的資助。
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上海藥物所發現B型G蛋白偶聯受體激活新機制—新聞—科學網
本報訊（記者黃辛）中科院上海藥物所徐華強課題組與王明偉課題組合作，發現了B型G蛋白偶聯受體（GPCR）新的激活機制。 -
小G蛋白家族新成員的分子機制研究取得進展
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4月15日，中國科學院上海藥物研究所楊財廣課題組與美國陳建軍課題組和錢志堅課題組合作研究，在化學幹預RNA甲基化（m6A）修飾方向上取得新進展。 靶向DNA甲基化酶或者組蛋白修飾酶的數個新藥獲批用於治療癌症，表觀遺傳學影響基因表達的化學幹預研究已經成為國際上藥物新靶標研究的活躍領域。以m6A修飾為核心內容的表觀轉錄學研究尚處於早期階段。發現高質量化學探針，靶向性幹預m6A修飾，不但可以加速表觀轉錄學基礎研究，同時將推動m6A調控蛋白質的靶標成藥性確證，在生命科學和新藥發現領域同時展現重要科學意義。 -
上海藥物所等G蛋白偶聯受體信號轉導研究取得新突破
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上海藥物所c-Met抑制劑療效監控標誌物研究取得新進展
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G蛋白偶聯受體:生命科學和藥物研發的「寶藏」
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B肝Toll樣受體亞家族，檢測HBV顆粒，內吞後內體中核酸我們把這項靶點稱為Toll樣受體亞家族，是目前一種治療B肝新途徑。所謂的先天免疫，是人體抵禦包括病毒在內的微生物病原體的第一道防線。病毒感染，可通過2種不同的信號通路誘導I型幹擾素（IFN-α和IFN-β）和其他促炎細胞因子。 -
上海藥物所揭示組蛋白甲基轉移酶G9a促進乳腺癌發展機制
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文獻閱讀筆記001-G蛋白偶聯受體藥物進展
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上海藥物所等發現與細胞死亡相關的新型離子通道
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上海藥物所等發現去泛素化酶USP21調控Nanog轉錄因子機制
論文的共同通訊作者為華東師範大學、同濟大學教授王平和中科院上海藥物所/國家新藥篩選中心研究員謝欣；第一作者為華東師範大學的博士研究生金佳麗和中科院上海藥物所/國家新藥篩選中心的博士研究生劉健。 文章連結 上海藥物所等發現去泛素化酶 -
【專家論壇】靶向PRC2 相關蛋白小分子抑制劑的研究進展
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Cell Discovery:上海藥物所發現治療殺蟲劑和化學武器致神經損傷的...
有機磷急性中毒可導致病人死亡，主要是由於體內一種被稱為乙醯膽鹼酯酶（AChE）的蛋白活性被抑制所導致。對於急性中毒，臨床上目前已有成熟的治療手段和藥物。然而，部分有機磷中毒的患者在急性中毒緩解後可發生以肢體感覺異常、共濟失調性步態和癱瘓為特徵的臨床症狀，病理檢測可見典型的神經損傷，被稱為有機磷致遲發性神經病（OPIDN）。 -
第四節 G蛋白和磷脂酶C
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