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基于结构的泛素偶联酶UBE2C小分子抗肿瘤抑制剂开发
结题报告
批准号:
21907006
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
23.0 万元
负责人:
叶宇鑫
学科分类:
B0706.药物化学生物学
结题年份:
2022
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
--
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中文摘要
泛素偶联酶(E2)是泛素修饰系统中的重要成员,能够实现对细胞的代谢、分化、增殖等过程的精确调控。E2家族成员UBE2C作为细胞周期泛素连接酶(E3)APC/C的专属起始E2,能够直接调控APC/C的活性,广泛参与细胞周期进行的多个过程。已有研究表明,UBE2C与癌症的发生发展密切相关,有潜力成为新的药物靶标。由于E2独特的蛋白结构特点,目前全世界尚无一例针对E2的抗癌药物在临床研究上的报道。然而,基于片段的药物开发方法(FBDD)的出现让我们看到突破的可能性。该技术克服传统药物开发的缺点,能够在更加严苛的条件下获得小分子药物先导化合物。本项目将利用FBDD,结合X-ray以及NMR等生物物理学手段,开发出First-in-class水平的UBE2C小分子化合物抑制剂。
英文摘要
Ubiquitin coupling enzymes (E2s) are important members of the ubiquitin-proteasome system (USP). E2s realize the precise control of the life process, such as cells metabolism, cell differentiation and cell proliferation. UBE2C, an E2 enzyme, act as the initiation E2 of the anaphase-promoting complex/ cyclosome (APC/C) bearing ubiquitin ligase (E3) activity. UBE2C is required for destruction of mitotic cyclins, thereby assisting in the regulation of cell cycle progression through M phase. UBE2C also participates in mitotic spindle checkpoint control and catalyzing the dissociation of mitotic spindle checkpoint components from the APC/C. In the past decade, mounting evidences have shown that UBE2C is high expressed in a wide variety of human malignancies during tumorigenesis and tumor progression, which suggested that UBE2C is a potential anti-cancer target. So far, no inhibitor of E2 enzymes have been reported in clinical study because of the unique protein structure characteristic of E2 enzymes. Fragment based drug discover (FBDD) is a method that overcome the limitations of traditional drug development by acquiring small molecules lead compounds under severe condition. It can allow us to make a breakthrough for E2 enzymes inhibitor development. We will develop the small molecular inhibitor of UBE2C by using FBDD, combining with the biophysics experiment methods, such as NMR and X-ray. In addition, we will confirm the anti-cancer activity of the small molecular inhibitor by a series of in-vitro and in-vivo experiments.
泛素偶联酶(E2)是泛素修饰系统中的重要成员,能够实现对细胞的代谢、分化、增殖等过程的精确调控。E2家族成员UBE2C作为细胞周期泛素连接酶(E3)APC/C的专属起始E2,能够直接调控APC/C的活性,引起底物蛋白的降解,广泛参与细胞周期进行的多个过程。UBE2C在细胞周期、细胞发育等调控过程中发挥重要作用,并且由于其在肿瘤的发生 以及肿瘤细胞的增殖、恶变及诊断中的特殊地位而备受关注。近年来,针对不同肿瘤的研究中越来越多的数据表明,UBE2C与肿瘤的关系十分密切,在多种肿瘤细胞中表达上调。不仅如此,研究发现抑制 UBE2C能够有效地降低乳腺癌细胞的增殖。因此,UBE2C可能是一个潜在的肿瘤治疗靶点,有很好的抗癌药物开发的前景。.本项目的研究结果简述如下:.1. 基于FBDD方法开发新型UBE2C的抑制剂研究:首先,通过对1000个片段化合物进行DSF和NMR双向筛选,获得多个Hits化合物;然后,尝试获得候选Hits化合物与UBE2C的共晶结构,并以此为基础优化抑制剂分子。然而,本研究未能获得共晶结构,这很可能是Hits化合物亲和力过低导致,故还需要后续选取其他的FBDD小分子片段库进行新一轮的筛选。.2. 基于细菌E3酶的靶向UBE2C的Bio-PROTAC的开发研究:为了增加本项目的成功性,本研究同时采用新颖的Bio-PROTAC的方式进行UBE2C抑制剂的开发。首先,本研究以志贺氏菌E3酶IpaH9.8为研究对象,通过解析IpaH9.8全长蛋白的晶体结构、以及其与底物蛋白hGBP1复合物的晶体结构,阐明了IpaH9.8自抑制机制和底物诱导的激活机制;然后,通过蛋白质工程的方法,对IpaH9.8进行人工改造,将其用来对原生底物进行识别的LRR结构域替换成用来识别UBE2C的APC2-WHB结构域,并通过linker优化等一系列过程,开发出能够利用蛋白酶体系统靶向降解UBE2C的Bio-PROTAC抑制剂。本研究为开发类似“undruggable”靶点的抑制剂奠定了坚实的基础。.
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
Substrate-binding destabilizes the hydrophobic cluster to relieve the autoinhibition of bacterial ubiquitin ligase IpaH9.8.
底物结合破坏疏水簇的稳定性,以减轻细菌泛素连接酶 IpaH9.8 的自身抑制
DOI:10.1038/s42003-020-01492-1
发表时间:2020-12-10
期刊:Communications biology
影响因子:5.9
作者:Ye Y;Xiong Y;Huang H
通讯作者:Huang H
Targeting UBE2C for degradation by bioPROTACs based on bacterial E3 ligase
基于细菌 E3 连接酶的 bioPROTAC 靶向 UBE2C 进行降解
DOI:10.1016/j.cclet.2022.08.012
发表时间:2023-01-17
期刊:CHINESE CHEMICAL LETTERS
影响因子:9.1
作者:Wang,Jinpeng;Zhang,Min;Ye,Yuxin
通讯作者:Ye,Yuxin
靶向APC/C的专属E2酶——UBE2C的小分子抗癌抑制剂开发
  • 批准号:
    2020A1515010513
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    10.0万元
  • 批准年份:
    2020
  • 负责人:
    叶宇鑫
  • 依托单位:
国内基金
海外基金