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调节Hsp70功能的小分子共价探针研究
结题报告
批准号:
31570780
项目类别:
面上项目
资助金额:
70.0 万元
负责人:
柯莎
学科分类:
C0505.蛋白质、多肽与酶生物化学
结题年份:
2019
批准年份:
2015
项目状态:
已结题
项目参与者:
杨雯、刘珍艳、吴惠文、杨杰、杨洁、娄飞、王喆、王学颖、JONES
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中文摘要
Hsp70是蛋白质质量控制体系的核心分子伴侣,参与应激反应等多种细胞活动,与肿瘤、神经退行性疾病和免疫性疾病等多种疾病密切相关,是这些疾病治疗的重要靶标。继Hsp90为靶标的抗肿瘤药物进入临床实验后,Hsp70的小分子探针和抑制剂研究日趋高涨,但仍无临床药物。相比普通抑制剂,反应性适中的靶向共价抑制剂效果更强更持久,特异性更好,毒性更低。我们拟通过三种途径发展针对Hsp70的Cys的共价探针:一,从合作者已有的共价修饰化合物库中筛选;二,改造现有Hsp70的非共价抑制剂,使之具备共价修饰基团;三,从机制不明但带有共价修饰基团的已有Hsp70抑制剂中发掘。进而深入研究它们影响Hsp70结构和功能的详细机制,获得Hsp70和探针的复合物结构,在细胞水平阐明其抑制效应和机制。本研究将不仅为针对Hsp70的药物开发提供前期基础,而且为深入研究Hsp70的复杂功能和机制提供强有力的工具。
英文摘要
The Hsp70 family of molecular chaperones plays a key role in the protein quality control system and participates in multiple cellular activities including the stress response. Hsp70 has been identified as an important hallmark of diverse diseases including cancer, neurodegenerative diseases and immune related diseases, and is recognised as a potential therapeutic target. Given the success in clinical trials of anti-tumor drugs targeting Hsp90, there is increasing interest in developing small molecular probes and inhibitors of Hsp70, although there are still no clinically-approved drugs targeting Hsp70. Compared with traditional inhibitors, targeted covalent inhibitors with moderate reactivity have advantages including stronger and more durable inhibition efficiency, higher specificity and lower side effects (toxicity). We plan to develop covalent probes targeting the Cys residues of Hsp70 through three approaches: 1) high-throughput screening from covalent compound libraries of our collaborator; 2) modification of published non-covalent Hsp70 inhibitors by adding a covalent modifying group; 3) selection from Hsp70 inhibitors that possess a covalent modifying group but with unclear mechanism of action. Having selected appropriate probes, we will continue to study the detailed mechanism of how they affect the structure and function of Hsp70, and try to solve the structure of the complex of Hsp70 with the probe. We will also examine the inhibition effect in cells and explore the mechanism and downstream events of such effects. This study will not only lay a foundation for developing drugs targeting Hsp70, but will also provide a powerful tool for further research into the structure, function and mechanism of Hsp70.
Hsp70是蛋白质质量控制体系的核心分子伴侣,参与应激反应等多种细胞活动,与肿瘤、神经退行性疾病和免疫性疾病等多种疾病密切相关,是这些疾病治疗的重要靶标。继以Hsp90为靶标的抗肿瘤药物进入临床实验后,Hsp70的小分子探针和抑制剂研究日趋高涨,但仍无临床药物。相比普通抑制剂,反应性适中的靶向共价抑制剂效果更强更持久,特异性更好,毒性更低。我们通过三种途径发展针对Hsp70的Cys残基的共价探针:一,从合作者已有的共价修饰化合物库中筛选;二,发现已知的作用机制不清楚的肿瘤抑制剂PES是Hsp70的共价抑制剂;三,通过改造修饰PES探针发展更多的具有不同特点的Hsp70的共价探针,得到了二十多种PES衍生物。我们发现PES通过和HspA1A/B的C末端SBDα中的两个Cys发生亲核加成反应,使SBDα发生去折叠从而封闭HspA1A/B的底物结合域,不可逆的关闭HspA1A/B的分子伴侣功能,抑制其活性。我们还发现PES和巯基的亲核加成反应在细胞内可能广泛存在,如PES和GSH可以反应。PES在细胞内有多个靶标,通过多途径杀伤细胞,PES和HspA1A/B的共价修饰反应并不具特异性。为了深入研究PES的细胞毒性机制,我们发展了能发生点击化学反应的PES衍生物PESA;为了获得针对HspA1A/B的C末端SBDα中的两个Cys的特异性共价修饰探针,我们发展了和GSH低反应性、而和HspA1A/B高反应性的PES衍生物PYS和AmPES;此外我们还得到了一个到目前为止和HspA1A/B的巯基反应活性最高的PES衍生物PES-NO2。这些研究结果不仅为针对Hsp70的药物开发提供前期基础,而且为深入研究Hsp70的复杂功能和机制提供强有力的工具。这些PES衍生物可继续向成药方向发展。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Rapid deacetylation of yeast Hsp70 mediates the cellular response to heat stress
酵母 Hsp70 的快速脱乙酰化介导细胞对热应激的反应。
DOI:10.1038/s41598-019-52545-3
发表时间:2019-11-07
期刊:SCIENTIFIC REPORTS
影响因子:4.6
作者:Xu,Linan;Nitika,.;Truman,Andrew W.
通讯作者:Truman,Andrew W.
The same but different: the role of Hsp70 in heat shock response and prion propagation
相同但不同:Hsp70 在热休克反应和朊病毒传播中的作用
DOI:10.1080/19336896.2018.1507579
发表时间:2018
期刊:Prion
影响因子:2.3
作者:Xu Linan;Gong Weibin;Zhang Hong;Perrett Sarah;Jones Gary W.
通讯作者:Jones Gary W.
The C-terminal GGAP motif of Hsp70 mediates substrate recognition and stress response in yeast
Hsp70 的 C 端 GGAP 基序介导酵母中的底物识别和应激反应。
DOI:10.1074/jbc.ra118.002691
发表时间:2018-11-16
期刊:JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY
影响因子:4.8
作者:Gong, Weibin;Hu, Wanhui;Perrett, Sarah
通讯作者:Perrett, Sarah
The β6/β7 region of the Hsp70 substrate-binding domain mediates heat-shock response and prion propagation.
Hsp70 底物结合域的 β6/β7 区域介导热冲击反应和朊病毒传播
DOI:10.1007/s00018-017-2698-3
发表时间:2018-04
期刊:Cellular and molecular life sciences : CMLS
影响因子:--
作者:Xu L;Gong W;Cusack SA;Wu H;Loovers HM;Zhang H;Perrett S;Jones GW
通讯作者:Jones GW
Glutathionylation of the Bacterial Hsp70 Chaperone DnaK Provides a Link between Oxidative Stress and the Heat Shock Response.
细菌 Hsp70 伴侣 DnaK 的谷胱甘肽化提供了氧化应激和热休克反应之间的联系。
DOI:10.1074/jbc.m115.673608
发表时间:2016-03-25
期刊:The Journal of biological chemistry
影响因子:--
作者:Zhang H;Yang J;Wu S;Gong W;Chen C;Perrett S
通讯作者:Perrett S
核仁磷酸蛋白NPM1相分离机制的研究
单分子荧光技术结合动力学分析手段研究淀粉样纤维化及其加速和抑制机制
  • 批准号:
    31920103011
  • 项目类别:
    国际(地区)合作与交流项目
  • 资助金额:
    252万元
  • 批准年份:
    2019
  • 负责人:
    柯莎
  • 依托单位:
酵母prion蛋白Ure2的功能及其Grx活性的催化机制研究
亨廷顿氏疾病相关蛋白的结构、功能及分子伴侣的作用
酵母Prion蛋白Ure2p的结构与其GST/GPx活性研究
酵母Prion蛋白Ure2的折叠、功能与淀粉样纤维的形成
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