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中文产业新闻· Candidate·· 17 小时前精选评分67

JACS:UCSF 团队用苯并氧硼杂环探针锁定 eIF4E 的 mRNA 帽结合口袋

导读

UCSF 团队近日在 JACS 发表研究,利用苯并氧硼杂环光亲和探针在活细胞内鉴定出真核翻译起始因子 4E(eIF4E),并将其结合位点定位于 mRNA 帽结合口袋。

深度解读

真核翻译起始因子 eIF4E 通过识别 mRNA 5′ 端的 m7G 帽结构启动帽依赖翻译,这个帽结合口袋早已被结构生物学刻画得相当清楚:人源 eIF4E 与 m7GTP、m7GpppA 的晶体结构显示,m7G 碱基被 Trp56 与 Trp102 两个芳香侧链夹在中间,Arg157、Lys162 等碱性残基构成三磷酸结合部位 [3]。配体化学研究则表明,与该单核苷酸位点紧密且特异的结合需要 N7 位甲基化带来的离域正电荷和至少一个磷酸基,m7GTP 的 Kd 为 0.15 µM,而 N7-苄基化的单磷酸如 7-(对氟苄基)-GMP(Kd 2.0 µM)和 7-苄基-GMP(Kd 7.0 µM)能靠苄基与疏水口袋的额外接触补偿 β、γ 磷酸的缺失 [1]。换言之,这个口袋的已知配体几乎清一色是核苷酸或其衍生物。

小分子方向上,4EGI-1 通过高通量筛选被发现可结合 eIF4E、解离 eIF4E/eIF4G 复合体、抑制帽依赖翻译并对多种癌细胞表现活性 [2]。另一条线索来自含硼骨架:苯并氧硼杂环具有独特的硼酸亲电性与蛋白识别潜力,但在药物发现和片段筛选库中仍属少见,已被阐明的蛋白结合模式有限,主要集中在糖识别位点与部分核苷酸结合口袋。两条线索此前并无交集——帽口袋的配体都是核苷酸类,苯并氧硼杂环的已知结合位点又在别处。

据消息报道,UCSF 的 Kevan M. Shokat 与 Jack Taunton 团队(第一作者 J. B. Combs)在 Journal of the American Chemical Society 发表题为 "Benzoxaboroles Are Structurally Unique Binders of Eukaryotic Translation Initiation Factor 4E" 的论文:他们合成了一系列结构相关的苯并氧硼杂环片段,并在骨架上引入双吖丙啶光交联基团与炔基富集标签,借助活细胞内光亲和标记与化学蛋白质组学,鉴定出 eIF4E 是该类骨架的高选择性靶点,并将结合位点定位到 eIF4E 的 mRNA 帽结合口袋。

就已有认识而言,这项工作为苯并氧硼杂环增加了一个在细胞内经实验验证的明确靶点,也使 eIF4E 帽口袋的配体版图在核苷酸类似物 [1][3] 之外多出含硼小分子这一结构类型;方法学上还表明该骨架可兼容光亲和与点击化学策略用于活细胞靶点发现,与既往依赖体外生化筛选找到 eIF4E 小分子配体的路径 [2] 形成互补。不过,消息层面未提供结合亲和力数值、复合物结构细节或对帽依赖翻译的功能影响,硼酸基团以何种方式参与口袋识别、这类片段能否进而干预 eIF4E 相关的翻译调控,仍有待后续工作回答。

推荐理由

活细胞光亲和标记结合化学蛋白质组学,同时解析少见骨架的靶点与结合口袋,为同类小分子探针开发提供可迁移方法。

来源:中文产业新闻 · mp.weixin.qq.com

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