Блог

Jul 09, 2023

Изменения в широком смысле

Scientific Reports, том 12, номер статьи: 13520 (2022) Цитировать эту статью 1066 Доступов 2 Цитирования 8 Подробности Altmetric Metrics SMIFH2 представляет собой низкомолекулярный ингибитор семейства форминов

Том 12 научных отчетов, номер статьи: 13520 (2022 г.) Цитировать эту статью

1066 доступов

2 цитаты

8 Альтметрика

Подробности о метриках

SMIFH2 представляет собой низкомолекулярный ингибитор семейства форминов регуляторов цитоскелета, который первоначально был идентифицирован в ходе скрининга подавления полимеризации актина, индуцированной мышиным формином Diaphanous 1 (mDia1). Несмотря на широкое использование этого соединения, неизвестно, ингибирует ли SMIFH2 все формины человека. Кроме того, природа взаимодействий белок/ингибитор остается неясной. Мы протестировали SMIFH2 против форминов человека, представляющих шесть из семи классов млекопитающих, и обнаружили ингибирующую активность против всех протестированных форминов. Мы синтезировали группу производных SMIFH2 и обнаружили, что, хотя многие изменения нарушают активность SMIFH2, замена электронодонорной метоксигруппы вместо брома вместе с галогенированием фуранового кольца увеличивает эффективность примерно в пять раз. Подобно SMIFH2, активные производные также являются пан-ингибиторами тестируемых форминов. Этот результат предполагает, что, хотя эффективность можно улучшить, цель различения высококонсервативных доменов FH2 может быть недостижима с использованием каркаса SMIFH2.

Члены семейства форминовых регуляторов цитоскелета связаны с широким спектром важных эукариотических клеточных процессов1,2. Формины различаются по своим биохимическим функциям, которые включают зарождение актиновых филаментов, процессивную ассоциацию с растущими концами филаментов, связывание актиновых филаментов, связывание/стабилизацию микротрубочек и разрыв актиновых филаментов (rev. Chesarone et al.3). Эти функции обычно выполняют домены форминовой гомологии (FH) 1 и 2 в С-концевой части белка (рис. 1Б). Домен FH2 консервативен от дрожжей до человека4,5 и представляет собой преимущественно α-спиральный гомодимер с кольцевидной архитектурой, который окружает динамический «зазубренный» конец актиновой нити6,7,8,9. Домен FH1 представляет собой неструктурированную богатую пролином область, которая связывает профилин, распространенный белок, связывающий мономер актина10,11. Вместе эти домены могут модулировать рост актиновых филаментов12, а также вытеснять другие белки, связывающие зазубренные концы13,14. У многих изоформ формина N-концевая область содержит регуляторные домены, которые подавляют активность доменов FH1 и FH215,16,17.

Форминовые конструкции и очистка. (A) Филогенетическое древо форминов на основе DeWard et al.2. Для анализа разнообразных форминов человека мы выбрали представителей шести из семи подклассов форминов млекопитающих. (B) Для каждого формина были выделены конструкции «FFC», которые включают домены FH1 и FH2 и все C-концевые последовательности (DID, прозрачный ингибирующий домен; DAD, прозрачный ауторегуляторный домен). (C) SDS-PAGE, показывающий чистоту каждого фрагмента FFC рекомбинантного формина после очистки окрашиванием Кумасси (см. Рисунок S7 для необрезанного геля).

SMIFH2 (1-(3-бромфенил)-5-(фуран-2-илметилен)-2-тиоксодигидропиримидин-4,6(1H,5H)-дион) был обнаружен в ходе скрининга in vitro соединений, ингибирующих домен mDia FH2. , отсюда и его название: ингибитор малых молекул FH218. Предполагается, что SMIFH2 является ингибитором панформина на основании биохимических данных, показывающих, что он может ингибировать формины дрожжей Bni1, Fus1 и Cdc12, формин нематод CYK-1 и формин мыши DIAPH118. Более поздние данные показывают взаимодействие SMIFH2 с форминами растений, включая, среди прочего, формин-119 Arabidopsis. Однако предположение о том, что SMIFH2 является пан-ингибитором, никогда не проверялось in vitro для различных доменов FH2 млекопитающих. Для изучения того, как формины способствуют клеточным процессам, полезны как пан-ингибиторы, так и специфические ингибиторы. Сообщалось о специфичном для изоформы ингибиторе мышиных Dia1 и Dia2, но не Dia3, но низкая растворимость в средах для культивирования клеток затрудняет его использование20.

Маломолекулярные ингибиторы сыграли неоценимую роль в изучении функции цитоскелета. К ним относятся соединения природного происхождения, которые действуют непосредственно на филаменты цитоскелета21, а также преимущественно синтетические соединения, воздействующие на связывающие цитоскелет белки, такие как SMIFH2, ингибитор Arp2/3 CK66622, ингибитор миозина блеббистатин и его аналоги23. Из-за важности формин-опосредованной регуляции цитоскелета у эукариот SMIFH2 использовался по крайней мере в 324 исследованиях клеточной роли форминов в построении как актинового, так и микротрубочного цитоскелета (оригинальные рукописи в поиске SMIFH2 в Google Scholar, май 2022).