Czynnik bromodomainowy 1 (Bdf1) wiąże się z Saccharomyces cerevisiae TFIID i odpowiada C-końcowej połowie wyższego eukariotycznego TAF1. Wiąże się również z kompleksem SWR-C, który jest ważny dla odkładania Htz1. Bdf1 wiąże się preferencyjnie z acetylowanym histonem H4. Bdf1 jest fosforylowany, ale mechanizm mechanizm i znaczenie tej modyfikacji są niejasne. Dwa różne regiony w obrębie Bdf1 są fosforylowane; jeden jest tylko terminalem C do bromodomeny, a drugi znajduje się w pobliżu końca C. Analiza mutacji pokazuje że fosforylacja jest niezbędna dla funkcji Bdf1 in vivo. Endogenna kinaza białkowa CK2 oczyszcza się z Bdf1 i fosforyluje obie domeny. Podobny mechanizm mechanizm może być odpowiedzialny za fosforylację C-końcowego regionu TAF1 ssaków. Odkrycia te sugerują, że fosforylacja Bdf1 przez CK2 może regulować transkrypcję polimerazy RNA II i/lub strukturę chromatyny. --- Potranslacyjna modyfikacja chromatyny poprzez acetylację wybranych reszt lizyny histonów reszt lizyny histonów jest regulowana przez acetylotransferazy histonów (HAT) i deacetylazy histonowe (HDAC). Znaczenie tego podzbioru kodu epigenetycznego jest badane i interpretowane przez specyficzne dla acetylolizyny białko-białko z modułami czytników bromodomen. Selektywne hamowanie bromo i dodatkowej domeny C-końcowej (BET) rodziny bromodomen za pomocą małej cząsteczki jest wykonalne, co może stanowić okazję do interwencji w chorobę poprzez niedawno ujawnione właściwości antyproliferacyjne i przeciwzapalne właściwości takich inhibitorów. W niniejszym dokumencie opisujemy odkrycie i zależność struktura-aktywność (SAR) nowej, małocząsteczkowej sondy chemicznej dla inhibicji rodziny BET, która została zidentyfikowana poprzez zastosowanie opartych na strukturze technik oceny i optymalizacji fragmentów. Pozwoliło to dało silny, selektywny związek o aktywności komórkowej (PFI-1), który może przyczynić się do lepszego zrozumienia funkcji rodziny BET w obrębie bromodomen. --- Badania wykazały, że bromodomena wiąże się z acetylo-lizynami na ogonach histonów, co jest zaangażowane w rozszyfrowywanie kodów histonów. BRD7, nowy gen bromodominy jest pierwszym opisanym genem bromodomeny zaangażowanym w raka nosogardzieli (NPC). raka jamy nosowo-gardłowej (NPC). Poprzednie badania wykazały, że ektopowa ekspresja BRD7 hamowała wzrost komórek i progresję cyklu komórkowego od fazy G1 do S w komórkach HNE1 (linia komórkowa NPC) poprzez transkrypcyjną regulację niektórych genów związanych z cyklem komórkowym, w tym genu geny związane z cyklem komórkowym, w tym gen E2F3. W niniejszym badaniu ujawniliśmy kolokalizację między acetylowanym H3 i BRD7 i stwierdziliśmy, że bromodomena BRD7 jest wymagana do tej kolokalizacji. wymagana do tej kolokalizacji. Co ważniejsze, BRD7 typu dzikiego oddziaływał z peptydem H3 acetylowanym w Lys14, podczas gdy mutant z usuniętą bromodomeną stracił tę zdolność. tę zdolność. Stwierdziliśmy również, że mutant BRD7 nie regulował aktywności promotora E2F3 i hamować progresję cyklu komórkowego. Wyniki te wskazują że rola BRD7 w regulacji transkrypcji została osiągnięta poprzez wiązanie z acetylowanego histonu H3 i że bromodomena była niezbędna dla tej roli. Ponadto Ponadto, nie zaobserwowano żadnych oczywistych zmian w poziomie acetylacji histonu H3 po transfekcji BRD7, co wskazuje, że remodeling chromatyny, a nie modyfikacja chromatyny, jest głównym mechanizmem transkrypcji genów za pośrednictwem BRD7. transkrypcji genów. Podsumowując, niniejsza praca rzuca światło na fakt, że nowy gen bromodomeny nowy gen bromodomeny, BRD7, ma znaczenie w regulacji transkrypcji i zdarzeń komórkowych, w tym cyklu komórkowego. --- Białka z podwójną bromodomeną wiążą się z acetylowanymi lizynami w histonach, przynosząc związane z modyfikacją histonów i aktywnością remodelowania nukleosomów w chromatynie. Zdolność regulatorów bromodomenowych do zmiany stanu chromatyny i kontrolowania ekspresji genów ekspresji genów od dawna uznawana jest za ważną w rozwoju niektórych ludzkich nowotworów. Jednak obecnie stwierdzono, że białka bromodomenowe są również są również krytycznymi, nieredundantnymi graczami w różnych, nienowotworowych fenotypach, kierując programami transkrypcyjnymi, które kontrolują adipogenezę, metabolizm energetyczny i stan zapalny. Fakt, że tak różne procesy są funkcjonalnie powiązane przez tę samą maszynerię molekularną sugeruje wspólną epigenetyczną podstawę do zrozumienia i zinterpretować pochodzenie kilku ważnych chorób współistniejących, takich jak astma lub rak występujący w otyłości. rak, który występuje w otyłości, oraz złożone choroby zapalne, takie jak choroby układu krążenia, toczeń rumieniowaty układowy, reumatoidalne zapalenie stawów i insulinooporność. insulinooporność, które mogą być zbudowane na wspólnym prozapalnym fundamencie. --- Koordynacja przebudowy chromatyny z modyfikacją chromatyny jest głównym tematem centralnym tematem w regulacji genów. Kompleks remodelujący chromatynę drożdży RSC zawiera wiele bromodomen, motywów dla acetylo-lizyny i ogona histonowego interakcji. Tutaj identyfikujemy i charakteryzujemy Rsc4 i pokazujemy, że zawiera on tandemowe niezbędne bromodomeny. Warunkowe mutacje bromodomen rsc4 zostały i były śmiertelne w połączeniu z gcn5Delta, podczas gdy kombinacje z esa1 rosły dobrze. Zamiany obejmujące Lys14 histonu H3 (główny cel Gcn5), ale nie inne reszty lizyny H3 lub H4, również powodowały poważny wzrost szczepom mutantów rsc4. Co ważne, Rsc4 typu dzikiego wiązał peptyd ogona H3 peptyd acetylowany w Lys14, podczas gdy pochodna mutanta bromodomeny nie. Utrata poszczególnych deacetylaz histonowych tłumiła mutacje bromodomeny rsc4, sugerując, że Rsc4 promuje aktywację genów. Ponadto mutanty rsc4 wykazywały defekty w aktywacji genów zaangażowanych w biosyntezę kwasu nikotynowego biosyntezę kwasu nikotynowego, integralność ściany komórkowej i inne szlaki. Podsumowując, Rsc4 posiada niezbędne tandemowe bromodomeny, które opierają się na acetylacji H3 Lys14, aby wspomóc kompleks Kompleks RSC do aktywacji genów. --- Białko wiążące CREB (CBP) jest ludzkim koaktywatorem transkrypcyjnym składającym się z z kilku konserwatywnych modułów funkcjonalnych, które oddziałują z różnymi czynnikami transkrypcyjnymi, w tym czynnikami transkrypcyjnymi, w tym receptorami jądrowymi, CREB i białkami STAT. Pomimo znaczenia CBP w regulacji transkrypcji, pozostaje wiele pytań dotyczących roli poszczególnych domen CBP w regulacji transkrypcji. dotyczących roli poszczególnych domen w funkcjach CBP pozostaje bez odpowiedzi. Dlatego też opracowanie małych cząsteczek zdolnych do selektywnego modulowania pojedynczej domeny CBP jest nieocenione. domeny CBP jest nieocenioną pomocą w odkrywaniu jego wybitnych działań. Tutaj przedstawiamy projekt, syntezę i ocenę biologiczną konformacyjnie ograniczonych peptydów peptydów jako nowych modulatorów wiążących acetylo-lizynę bromodomeny (BRD) CBP. Wykorzystując ukierunkowane na strukturę docelową i wspomagane komputerowo racjonalne podejście do projektowania, opracowaliśmy serię cyklicznych peptydów o powinowactwie do BRD CBP znacznie większym niż do jego biologicznych ligandów, w tym histonów acetylowanych lizyną i supresora nowotworu p53. Najlepszy cyklopeptyd z tej serii wykazywał K(d) 8,0 μM, co stanowi 24-krotną poprawę powinowactwa w stosunku do poprawę powinowactwa w stosunku do liniowego p53 acetylowanego lizyną 382 peptydu. Ten wiodący peptyd jest wysoce selektywny dla CBP BRD w stosunku do BRD z innych białek transkrypcyjnych. białek transkrypcyjnych. Komórkowe testy funkcjonalne przeprowadzone w komórkach raka jelita grubego raka jelita grubego HCT116 dodatkowo wykazały skuteczność tego związku do modulowania stabilności i funkcji p53 w odpowiedzi na uszkodzenia DNA. Nasze wyniki silnie argumentują, że te modulatory CBP mogą skutecznie hamować aktywność transkrypcyjną p53 aktywność transkrypcyjną poprzez blokowanie wiązania p53K382ac z CBP BRD i promowanie niestabilności p53 poprzez zmiany jego potranslacyjnych stanów modyfikacji, co jest mechanizmem inny mechanizm niż w przypadku dotychczas opisywanych inhibitorów p53. --- Bromodomeny są obecne w wielu białkach związanych z chromatyną, takich jak SWI/SNF i remodelujące chromatynę RSC oraz kompleksy SAGA HAT (acetylotransferazy histonów). acetylotransferaza) i mogą wiązać się z acetylowanymi resztami lizyny w N-końcowych ogonach histonów. Acetylacja lizyny jest modyfikacją histonów która tworzy stabilny znak epigenetyczny na chromatynie dla białek zawierających bromodomenę białka do dokowania i z kolei regulują ekspresję genów. Aby lepiej zrozumieć, w jaki sposób bromodomeny odczytują "kod histonowy" i oddziałują z acetylowanymi histonami, przetestowaliśmy interakcje kilku bromodomen w obrębie koaktywatorów transkrypcji z różnie acetylowanym ogonem histonowym peptydami i acetylowanymi histonami HAT. Używając GST (S-transferaza glutationowa) wykazujemy specyficzność wiązania niektórych bromodomen do różnie acetylowanych peptydów H3 i H4, jak również histonów acetylowanych przez HAT. Nasze wyniki ujawniają, że bromodomena Swi2/Snf2 oddziałuje z różnymi acetylowanymi peptydami H3 i H4, podczas gdy bromodomena Gcn5 oddziałuje tylko z acetylowanymi peptydami H3 i tetraacetylowanymi peptydami H4. Dodatkowo pokazujemy że bromodomena Spt7 oddziałuje słabo z acetylowanymi peptydami H3, ale nie z acetylowanymi peptydami H4. Niektóre bromodomeny, takie jak Bdf1-2, nie oddziałują z większością badanych acetylowanych peptydów. Wyniki eksperymentów peptydowych są potwierdzone testami interakcji między tymi bromodomenami i acetylowanymi histonami HAT. Ponadto wykazaliśmy, że bromodomena Swi2/Snf2 jest ważna dla wiązania i aktywności remodelującej kompleksu SWI/SNF na hiperacetylowanych histonach. SWI/SNF na hiperacetylowanych nukleosomach. Selektywne rozpoznawanie bromodomen bromodomen obserwowane w niniejszym badaniu odpowiada za szerokie działanie białek zawierających bromodomeny białek zawierających bromodomeny na wiązanie do histonów. --- Wykazano, że acetylacja lizyny występuje w wielu docelowych białkach, w tym w histony rdzeniowe, około 40 czynników transkrypcyjnych i ponad 30 innych białek. Ta jest odwracalna in vivo, a jej specyficzność i poziom są w dużej mierze kontrolowana przez zależne od sygnału wiązanie substratów z acetylotransferazami i deacetylazami. Podobnie jak inne kowalencyjne modyfikacje, acetylacja lizyny wywiera swoje efekty poprzez mechanizmy "utraty funkcji" i "wzmocnienia funkcji". Wśród tych ostatnich, acetylacja lizyny generuje specyficzne miejsca dokowania dla białek bromodomenowych. białek bromodomenowych. Na przykład, bromodomeny Gcn5, PCAF, TAF1 i CBP są w stanie rozpoznawać reszty acetylolizyny w histonach, HIV Tat, p53, c-Myb lub MyoD. W Oprócz cząsteczki acetylolizyny, sekwencje flankujące również przyczyniają się do skutecznego rozpoznawania. Związek między acetylosyną a bromodomenami jest przypomina specyficzne rozpoznawanie fosforylowanych reszt przez fosfospecyficzne moduły wiążące, takie jak domeny SH2 i białka 14-3-3. Dlatego też acetylacja lizyny tworzy nowe partnerstwo sygnalizacyjne z bromodomenami, aby regulować czasową i przestrzenną regulację funkcji białek in vivo.
Jaka modyfikacja histonów jest rozpoznawana przez bromodomenę?
Acetylowane lizyny w histonach (ogólnie H3 i H4)