靶向BPTF bromodomain小分子调控剂的发现与机制研究

发布时间：2020-04-06 13:19

【摘要】：组蛋白乙酰化修饰被BRD家族蛋白特异性识别后,相关的染色质重塑因子和转录因子会被募集到特定的基因转录位点,进而调控下游基因的表达。BRD家族蛋白的异常表达和活化与许多疾病的发生和发展有关,例如肥胖、HIV、恶性癌症和炎症等。迄今为止,已有大量靶向BRD家族蛋白的小分子抑制剂用于相关疾病的治疗以及进一步探索BRD家族蛋白相关的生物学功能。BPTF是一种含BRD结构域的蛋白质,通过对组蛋白赖氨酸乙酰化的特异识别,在调节下游相关基因的表达中起着关键作用。BPTF的功能障碍与许多人类疾病,特别是癌症的发生和发展密切相关。因此,BPTF BRD是一个治疗癌症的重要表观遗传学药物靶点。然而,与BET家族抑制剂的广泛研究不同,靶向BPTF-BRD的抑制剂很少报道。本研究将对接式虚拟筛选与生化分析相结合,基于计算机辅助药物设计等知识对内部化合物库进行虚拟筛选,得到一系列候选化合物。通过构建HTRF高通量筛选平台对候选化合物进行体外活性筛选,确定了DCB29对BPTF BRD具有一定的抑制活性。接下来通过HTRF结合实验进一步验证该化合物的抑制活性,其半数抑制浓度IC_(50)值为13.2±1.6μmol/L。通过2D相似性搜索得到DCB29一系列衍生物并测定其抑制活性,结合分子对接结果分析出相关的构效关系。通过核磁共振和表面等离子体共振等实验进一步验证DCB29与BPTF BRD的结合模式。分子对接模拟显示DCB29占据了乙酰化H4多肽底物的口袋,说明该化合物是双底物竞争性抑制剂。总之,DCB29作为一种新型的BPTF BRD选择性抑制剂在相关生物学研究和药物化学结构改造中具有巨大的潜力。
【图文】：

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贵州大学硕士学位论文靶向BPTF bromodomain 小分子调控剂的发现与机制研究等人已经确证，BRD2 的 BRD 结构域和组蛋白 4（H4）第 12 位乙酰化赖氨酸（H4K12ac）能够特异性结合，其解离常数 KD值为 2.9 mmol/L[18, 19]。而当该多肽的第 5 位赖氨酸也被乙酰化后（H4K5acK12ac），KD值升高，为 360 mmol/L[20]。H4 在空间上靠近的 N 端多乙酰化修饰显著增强对 BRDT 的亲和力[21]。因此，该领域的研究显然能够通过分析 BRD 结构域与乙酰化多肽的结合来更好地理解乙酰化修饰介导的一些信号传导，进而对许多重大疾病机制研究做出贡献。

晶体结构

BRD9 的非选择性小分子抑制剂，活性为微摩尔级别[25]。后面，Natalie 等现了一个小分子抑制剂 I-BRD9，，这是 BRD9 真正意义上的第一个选择性细学探针，在 BET 家族蛋白上的选择性高达 700 倍，在另外 34 种 BRD 蛋白选择性＞60 倍，pIC50值为 7.3[26]。2）靶向 BAZ2A/B 的 BAZ2-ICRBAZ2A 和 BAZ2B 这两个同源蛋白均含有一个 BRD 结构域，在染色质重非编码 RNA 调控中发挥重要作用。BAZ2A 与 ATP 酶蔗糖非发酵-2 同源SNF2h）共同形成核仁重塑复合物（NoRC）。NoRC 是模拟开关染色质重塑物（ISWI）的重要成员[27]，可调节非编码 RNA 的表达并且可抑制着丝粒和处的异染色质建立[28]。另外，BAZ2B 的高表达与小儿 B 细胞急性淋巴细胞病（B-ALL）的预后不良有关，开发 BAZ2B 抑制剂有助于该癌症的治疗研近的一篇文章报道，BAZ2A 可参与维持前列腺癌细胞的生长，研究者还建 BAZ2A 基因的表达与前列腺癌复发之间的相关性[29]。
【学位授予单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R91;R96

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