Cell Rep │ 史隽课题组揭示3个全新的HDAC4酶活性底物及其在手部萎缩症中的重要作用

组蛋白质内去产物官能团（HDAC， histone deacetylase）是肺癌药物研制出应用领域的版块。在生物内都面发挥作用18种并不相同的HDAC，可以必要性细可分4类：I类HDAC（HDAC1、2、3和8）主要发挥作用于核糖体内都面，主要系统是给组蛋白质内扶胺基。II类HDAC必要性可分：IIa类（HDAC4、5、7和9）和IIb类（HDAC6和10）。IV类HDAC11极少在脑，肾和睾丸内都面解读。III类HDAC与酵母蛋白质内SIR2相关，使用NAD+而不是特指的官能团促共激活剂Zn2+。与传统文化的I类HDAC并不相同，II类HDAC相当是组蛋白质内扶胺基官能团。这类HDAC的选择性区的一个最重要——赖氨酸（tyrosine）被组氨酸（histidine）取代，因而针对组蛋白质内的扶胺基选择性比I类HDAC低1000多倍。因此，II类HDAC被普遍认为相当是一个有活性的官能团，而是一个结构蛋白质内，通过为基础其他蛋白质内起功用。一个流行的理论是，II类HDAC可以鉴别特定序列内都N-（lysine）的胺基润色，为基础上以后可以招募别的蛋白质内，比如I类HDAC内都面的HDAC3。HDAC3可以提供者II类HDAC紊乱的去胺基选择性，并且还可以继续为基础NCoR/SMRT核苷酸共减缓复合体，从而阻碍DNA核苷酸。另一个主要理论是，II类HDAC可以为基础一些核苷酸因子（例如myocyte enhancer factor 2， MEF2），从而减缓这些核苷酸因子调控的DNA核苷酸。然而只是因为II类HDAC对组蛋白质内的选择性较低，就认为II类HDAC很难选择性的推论是不严谨的。质谱统计分析全蛋白质蛋白质内的胺基润色推断出有很多蛋白质内质都可以被胺基化。这些蛋白质内质不极少极少仅限于核糖体内的蛋白质内，还仅限于蛋白质质和叶绿体内都的蛋白质内等。另外，酵母菌并很难组蛋白质内，但是在酵母菌内都，也推断出有很多蛋白质内可以被胺基润色。这些论据都其实了II类HDAC很有确实还是有选择性的，官能团是与组蛋白质内并不相同的其他蛋白质内质。一个更好的例子就是IIb类HDAC6的官能团之一是蛋白质质内都面的微管蛋白质内。然而到在此之前为止，只有很少的IIa类HDAC的官能团被推断出，大部分还是通过过解读的方法断定的，相当一定是较长时间的表征环境污染下的真正的官能团。HDAC4总称IIa类HDAC，在激素软骨肌内都面，对多种其但会下肢变小的刺激反应后，HDAC4的解读比率但会减低。在因为大变引致的下肢变小症内都面，HDAC4在生物或者激素下肢内都面的解读比率也但会减低。HDAC4全身敲除 (constitutive whole body knockout) 的激素在不止生以后很快因为软骨发育异常而死亡。凝聚力特异的HDAC4DNA敲除的激素的数据显示HDAC4在较长时间的表征环境污染下不是必须的，但是在压力或者生病的环境污染下，它但会有新的系统。因此，必要性了解癌症静止状态下HDAC4的分子结构遗传物质才但会新开新的治疗选择。2019年10月15日，博拉制药该公司美国研制出内都面心的史隽课题组在Cell Reports刊出题为HDAC4 Controls Muscle Homeostasis through Deacetylation of Myosin Hey Chain， PGC-1α， and Hsc70的文章，通过新研制出的值得注意的IIa类HDAC特异的蛋白质器结构肽，为基础DNA敲除的伎俩，推断出了三个全新的HDAC4官能团官能团：肌球蛋白质内重链 (myosin hey chain isoforms，MyHC)，PGC-1α和热激蛋白质内70 (Hsc70)，同时还统计分析了HDAC4催化这些官能团的表征学意义。过去的很多针对IIa类HDAC的统计分析大部分是通过减缓DNA解读的方法来实现的。但是DNA不解读，造成整个蛋白质内解读减低，相当必界定这类蛋白质内作为官能团或者是结构性蛋白质内的系统。而在此之前刊出的磺胺类的HDAC选择性的蛋白质器结构肽，例如TSA， vorinostat (也叫SAHA)， 实际上都只能减缓I类HDAC，对IIa类HDAC基本很难活性。一个由Tempero Pharmaceuticals共同开发的是从叫TMP195的蛋白质器结构，算是针对IIa类HDAC比较特异的蛋白质器结构肽，但是它对IIa类HDAC的EC50大约在0.2 μM左右，活性相当很高。为了能够更好的统计分析IIa类HDAC的系统，博拉该公司研制出不止一个新颖的IIa类HDAC肽 -- NVS-HD1，并不值得注意，EC50 < 1nM。NVS-HD1的选择性也很强，对于I类HDAC的EC50 都超过了1 μM。另外的两个蛋白质器结构，NVS-HD2和NVS-HD3是同系列化合物的早期的肽。使用这些特异的IIa类HDAC肽，为基础传统文化的DNAknockdown 或者knockout，史隽课题组找到了三个HDAC4 (也确实是别的IIa类HDAC) 的官能团。HDAC4可以去除MyHC上的胺基。MyHC是造成下肢收缩的sarcomere的主要成分。减缓 HDAC4可以减低蛋白质内MyHC的比率，并且在蛋白质和激素内都面减缓由地塞米松（dexamethasone）和骨骼肌紊乱引致的MyHC的蛋白质内质损失。一个2010年的报道认为软骨肌内都面HDAC4的敲除可以减缓能降解MyHC的E3泛素连接官能团MuRF1的DNA核苷酸，从而卫生保健由于去骨骼肌引致的下肢变小。而这一本书揭示了一种并不相同的机制 -- 直接调控MyHC蛋白质内。HDAC4过解读但会造成MyHC的降解，而选择性紊乱的D840N突变体则不必。即使MuRF1过解读后，IIa类HDAC肽也足以阻止MyHC的降解。因而确实的机理是，HDAC4被减缓后，MyHC上的N-被产物，所以不必被MuRF1加上泛素，也就不但会被泛素蛋白质内体系统降解。MyHC是软骨肌内都面的最重要蛋白质内，保持MyHC的蛋白质内比率就可以卫生保健下肢变小，并且保持下肢收缩系统。相似的机理也适用于HDAC4的另一个官能团 -- PGC-1α。在下肢特异性PGC-1α转DNA激素内都面，PGC-1α的mRNA减低了> 10倍，而蛋白质内质极少减低？3倍，部分情况是PGC-1α但会被很快降解（t1/2？15分钟）。NVS-HD1不极少可以在蛋白质内都面而且可以在大鼠内都面减低PGC-1α蛋白质内素质，却于其着阻碍PGC-1α mRNA素质。NVS-HD1减低的PGC-1α蛋白质内质的比率也是？3倍，和转DNA激素近似于。在失骨骼肌的激素下肢内都面，即使PGC-1α mRNA素质突出降低，HDAC4敲除或IIa类HDAC肽也能阻止PGC-1α蛋白质内的减低。减缓所有的 IIa类HDAC比单独的HDAC4紊乱优点更突出，与蛋白质内观察到的PGC-1α可以和所有的IIa类HDAC（I类HDAC没用）直接为基础的结果相符合，其实了IIa类HDAC之间可以互补功用。PGC-1α是代谢物和叶绿体消除通路内都面的最重要核苷酸共激活因子。过解读PGC-1α的激素表现不止优化的叶绿体系统，近似于于群众运动后的变化。因此NVS-HD1确实在叶绿体癌症或者其他代谢物癌症内都面发挥功用最重要的功用。这一本书也推断出HDAC4可以和Hsc70直接为基础，并且可以去掉Hsc70的第128位N-的胺基润色。当HDAC4的选择性被减缓以后，产物的Hsc70就不必更好的为基础地塞米松的激素。但是只有与Hsc70和Hsp90为基础的地塞米松的激素，才是被几乎激活的可以为基础地塞米松的静止状态。因而IIa类HDAC肽可以减缓地塞米松和激素为基础，从而卫生保健由它引致的下肢变小。Hsc70是许多客户蛋白质内行使较长时间系统所必需的分子结构异性恋，因此其他最重要途径也确实受HDAC4的调节。值得注意，这一本书还推断出HDAC3，MEF2相当必和HDAC4直接为基础。IIa类HDAC肽也并很难阻碍MEF2调控的DNA的解读。过去提不止的IIa类HDAC作为结构性蛋白质内的社会活动机理似乎在软骨肌内都面相当正确。更早不止处:M.Cadena1,JiangZhu1,ChikwenduIbebunjo1,et al.HDAC4 Controls Muscle Homeostasis through Deacetylation of Myosin Hey Chain, PGC-1α, and Hsc70Author links open overlay panel.ce11 rep.Volume 29, Issue 3, 15 October 2019, Pages 749-763.e12