发现一种稳定非生产性Kalirin-Rac1复合物的分子胶抑制剂

Rho鸟嘌呤核苷三磷酸酶（GTPases）是参与神经退行性疾病的分子开关。然而，由于其对鸟嘌呤核苷酸具有较高亲和力，通过竞争性抑制对其进行靶向仍然面临挑战。鸟嘌呤核苷酸交换因子（GEFs）催化GDP到GTP的核苷酸交换，从而激活GTPases，为调控GTPases提供了另一种可能途径。在此，我们描述了一种复合物靶向策略：利用共价分子胶抑制核苷酸交换。该分子胶在核苷酸结合位点结合Kalirin-Rac1 GEF-GTPase复合物，并将GEF Kalirin隔离。通过XChem和计算机模拟筛选鉴定出片段命中物，随后采用片段拼接策略，生成了共价抑制剂RS-009和MC-278。多项分析表明，我们的化合物通过两种机制抑制核苷酸交换：一方面与核苷酸发生竞争，另一方面稳定抑制剂-Rac1-Kalirin三元复合物，从而将Kalirin困于非生产性状态并降低GEF周转。生化选择性筛选以及基于细胞活性的蛋白质谱分析（ABPP）表明，该策略能够在不同的GEF-GTPase复合物之间实现选择性，这可能有助于相较于单独靶向GTPase实现更优的时空调控。本研究证明了通过稳定GEF-GTPase复合物、借助独特的共价分子胶机制靶向GTPase信号传导的可行性，并为化学探针或治疗药物的开发奠定了基础。

Rho鸟嘌呤核苷三磷酸酶（GTPases）是参与神经退行性疾病的分子开关。然而，由于其对鸟嘌呤核苷酸具有高亲和力，通过竞争性抑制对其进行靶向仍然面临挑战。鸟嘌呤核苷酸交换因子（GEFs）催化GDP向GTP的核苷酸交换，从而激活GTPases，为调控GTPases提供了另一种可行途径。在此，我们描述了一种复合物靶向策略：利用共价分子胶抑制核苷酸交换。这些分子胶可在核苷酸结合位点结合Kalirin-Rac1 GEF-GTPase复合物，并隔离GEF Kalirin。通过XChem和计算机模拟筛选鉴定出片段命中物，随后采用片段合并策略生成了共价抑制剂RS-009和MC-278。多项分析表明，我们的化合物通过两种机制抑制核苷酸交换：一是与核苷酸竞争，二是稳定三元抑制剂-Rac1-Kalirin复合物，从而将Kalirin捕获在非生产性状态并降低GEF周转。生化选择性筛选以及基于细胞活性的蛋白质组分析（ABPP）显示，在不同的GEF-GTPase复合物之间可以实现选择性，这可能有助于提高对GTPase单独靶向的时空调控能力。本研究为通过稳定GEF-GTPase复合物、利用独特的共价分子胶机制靶向GTPase信号传导提供了证据，并为开发化学探针或治疗药物奠定了基础。

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🏷️ 分子胶抑制剂 Kalirin-Rac1复合物 Rho GTPase信号传导 鸟嘌呤核苷酸交换因子 共价抑制剂 药物发现