ブログ

Jul 09, 2023

広範な変更

Scientific Reports volume 12、記事番号: 13520 (2022) この記事を引用する 1066 アクセス数 2 引用数 8 Altmetric Metrics 詳細 SMIFH2 は、ホルミンファミリーの小分子阻害剤です。

Scientific Reports volume 12、記事番号: 13520 (2022) この記事を引用

1066 アクセス

2 引用

8 オルトメトリック

メトリクスの詳細

SMIFH2 は、細胞骨格調節因子のフォルミン ファミリーの小分子阻害剤で、もともとマウス フォルミン Diaphanous 1 (mDia1) によって誘導されるアクチン重合の抑制のスクリーニングで同定されました。 この化合物は広く使用されているにもかかわらず、SMIFH2 がすべてのヒトホルミンを阻害するかどうかは不明です。 さらに、タンパク質と阻害剤の相互作用の性質は依然として解明されていません。 我々は、7つの哺乳動物クラスのうち6つを表すヒトホルミンに対してSMIFH2をアッセイし、試験したすべてのホルミンに対する阻害活性を発見した。 我々は、SMIFH2誘導体のパネルを合成し、多くの改変がSMIFH2活性を阻害する一方、フラン環のハロゲン化に伴う臭素の代わりに電子供与性メトキシ基を置換すると、効力が約5倍増加することを発見した。 SMIFH2 と同様に、活性誘導体も試験したホルミンの万能阻害剤です。 この結果は、効力は改善できるものの、高度に保存された FH2 ドメインを区別するという目標は、SMIFH2 足場を使用すると達成できない可能性があることを示唆しています。

細胞骨格調節因子のホルミンファミリーのメンバーは、さまざまな必須の真核生物の細胞プロセスに関連しています1,2。 ホルミンの生化学的機能には、アクチン フィラメントの核形成、成長するフィラメント末端との進行的結合、アクチン フィラメントの束化、微小管の結合/安定化、およびアクチン フィラメントの切断が含まれます (Chesarone et al.3 による総説)。 これらの機能は通常、タンパク質の C 末端部分にあるホルミン相同性 (FH) 1 および 2 ドメインによって実行されます (図 1B)。 FH2 ドメインは酵母からヒトまで保存されており 4,5 、アクチンフィラメントの動的な「とげのある」末端を取り囲むドーナツ状の構造を持つほとんどが α-ヘリックスのホモ二量体です 6,7,8,9。 FH1 ドメインは、豊富なアクチンモノマー結合タンパク質であるプロフィリンに結合する、構造化されていないプロリンに富む領域です 10,11。 これらのドメインは一緒になってアクチンフィラメントの成長を調節し 12、他の有刺端結合タンパク質を置換することもできます 13、14。 多くのホルミン アイソフォームでは、N 末端領域に FH1 および FH2 ドメインの活性を抑制する制御ドメインが含まれています 15、16、17。

ホルミン構築物と精製。 (A) Deward et al.2 に基づくホルミンの系統樹 多様なヒトホルミンをアッセイするために、7 つの哺乳類ホルミンサブクラスのうち 6 つの代表を選択しました。 (B) FH1 および FH2 ドメインとすべての C 末端配列を含む「FFC」構築物を、各ホルミン (DID、透明な抑制ドメイン; DAD、透明な自己調節ドメイン) ごとに単離しました。 (C) クーマシー染色による精製後の各組換えホルミン FFC フラグメントの純度を示す SDS-PAGE (クロップされていないゲルについては図 S7 を参照)。

SMIFH2 (1-(3-ブロモフェニル)-5-(フラン-2-イルメチレン)-2-チオキソジヒドロピリミジン-4,6(1H,5H)-ジオン)は、mDia FH2 ドメインを阻害する化合物の in vitro スクリーニングで発見されました。したがって、FH218 の低分子阻害剤という名前が付けられています。 SMIFH2は、酵母フォルミンBni1、Fus1およびCdc12、線虫フォルミンCYK-1、およびマウスフォルミンDIAPH118を阻害できることを示す生化学データに基づいて、パンホルミン阻害剤であると考えられています。 より最近のデータは、SMIFH2 とシロイヌナズナ フォルミン-119 などの植物フォルミンとの相互作用を示しています。 しかし、SMIFH2 が汎阻害剤であるという仮定は、さまざまな哺乳動物 FH2 ドメインについて in vitro でテストされたことがありません。 ホルミンが細胞プロセスにどのように寄与するかを調べるには、汎阻害剤と特異的阻害剤の両方が役立ちます。 マウス Dia1 および Dia2 のアイソフォーム特異的阻害剤は報告されていますが、Dia3 は報告されていません。しかし、細胞培養培地への溶解度が低いため、その使用が妨げられています 20。

小分子阻害剤は、細胞骨格機能の研究において非常に貴重です。 これらには、細胞骨格フィラメントに直接作用する天然物化合物 21 のほか、SMIFH2、Arp2/3 阻害剤 CK66622、ミオシン阻害剤ブレビスタチンとその類似体などの細胞骨格結合タンパク質を標的とするほとんどが合成化合物が含まれます 23。 真核生物におけるホルミンを介した細胞骨格調節の重要性により、SMIFH2 は、アクチンと微小管の細胞骨格の両方を構築する際のホルミンの細胞の役割に関する少なくとも 324 件の研究で使用されています (元の原稿は、Google Scholar で「SMIFH2」を検索したものです、5 月) 2022年）。