J. Am. Chem. Soc. | 合成凝聚层平台上分子胶对蛋白质 - 蛋白质相互作用的调控

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分享一篇发表在JACS上的文章,文章的题目为“Modulation of Protein–Protein Interactions with Molecular Glues in a Synthetic Condensate Platform”,本文的通讯作者是来自埃因霍芬理工大学的Jan C.M. van Hest教授和Luc Brunsveld教授。Jan C.M. van Hest教授的研究方向是仿生肽基材料的设计与合成,Luc Brunsveld教授的研究方向是运用化学生物学方法研究蛋白质 - 蛋白质相互作用。

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蛋白-蛋白相互作用(PPI)对细胞几乎所有过程都十分重要。分子胶作为稳定蛋白-蛋白相互作用的药物也受到广泛关注。然而,对于分子胶的典型筛选方法如荧光各向异性(FA)通常在水溶液中进行,这类筛选条件与PPI结合伴侣和化合物库成员所需的高浓度不兼容。本文作者描述了一种基于合成凝缩物的人工细胞模拟环境,该环境能够在比稀溶液中高得多的局部浓度下探索小分子对枢纽蛋白及其多个客户蛋白的稳定作用。

枢纽蛋白参与众多信号通路调节至关重要的PPIs。作者首先合成了一种合成凝聚体,它由正电荷季铵化淀粉和负电荷羧甲基化淀粉的混合物组成。然后通过三嵌段共聚物形成的半透膜实现凝聚体的稳定。枢纽蛋白14-3-3通过his标签加载至凝胶体中。在第一个实验中,首先选择三种已知的与14-3-3结合且天然产物Fusicoccin A(FC)是其分子胶的肽段进行验证。在接受FC处理后,通过共聚焦显微镜分析所有肽段在凝聚体的招募水平均提高,且这种分子胶诱导的底物招募具有剂量依赖性。而对照组的肽段c-Raf虽然与14-3-3结合但FC并不是其分子胶,因此在FC处理后招募水平没有变化。

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然后作者开发了一种无需改变定位的蛋白质 - 蛋白质相互作用筛选方法,以14-3-3γ/ERRγ为例,分裂萤火虫素酶的大片段和小片段被分别融合到ERRγ和14-3-3γ中,然后通过Ni的组蛋白标签锚定在凝聚物中,PPI稳定作用使萤火虫素酶亚基靠近程度增加,预期会出现增强的生物发光信号。作者选择了5种具有共价机制的分子胶,结果显示具有Cys,Lys的双重反应分子胶显著增强的生物发光信号,高于高于单反应性R4和R5。作者还展示了凝聚体具有可调节的环境,可在特定条件下进行筛选的特点。在R1存在下,可以在较高pH下观察到增强的招募,且pH大于8.0后pH增加招募降低,这与分子胶与Cys,Lys反应性相符合。最后作者为了凝聚体系统筛选PPI小分子调节剂的普适性,还研究了另一种非14-3-3的PPI。

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总的来说,本文开发了一种合成凝聚层平台,用于在浓缩的致密分子环境中研究分子胶对蛋白质 - 蛋白质相互作用(PPIs)的稳定作用,该平台在研究弱PPIs的稳定作用,以及研究在拥挤分子环境中分子胶对PPI的稳定作用中具有一定优势。



本文作者:YDP
责任编辑:LYC
原文链接:https://doi.org/10.1021/jacs.4c17567
文章引用:10.1021/jacs.4c17567




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