Cell Rep │ 史隽课题组概述3个全新的HDAC4酶活性底物及其在肌肉萎缩症中的重要作用

组亚基去乙酰解构蛋白（HDAC， histone deacetylase）是癌症依赖性剂合作开发领域的热点。在进化之中不存在18种不同的HDAC，可以必要性分为为4类：I类HDAC（HDAC1、2、3和8）主要不存在于肝体内之中，主要新功能是给组亚基透羧酸。II类HDAC必要性分为：IIa类（HDAC4、5、7和9）和IIb类（HDAC6和10）。IV类HDAC11仅在脑干，肾和睾丸之中表示。III类HDAC与酵母亚基SIR2系统性，用作NAD+而不是之中用的蛋白促共有RNA剂Zn2+。与传统文化的I类HDAC不同，II类HDAC十分是组亚基透羧酸蛋白。这类HDAC的蛋白区的一个不可忽视——酪氨酸（tyrosine）被组氨酸（histidine）取代，因而针对组亚基的透羧酸蛋白比I类HDAC高1000多倍。因此，II类HDAC被普遍确信十分是一个有活性的蛋白，而是一个结构亚基，通过融合其他亚基起效用。一个广为流传的观点是，II类HDAC可以标记特定氨基酸里赖氨酸（lysine）的羧酸；也，融合上在此之后可以招募别的亚基，比如I类HDAC之中的HDAC3。HDAC3可以提供II类HDAC缺失的去羧酸蛋白，并且还可以继续融合NCoR/SMRTRNA共有依赖性复合物，从而必要影响性状RNA。另一个主要观点是，II类HDAC可以融合一些RNA因子（例如myocyte enhancer factor 2， MEF2），从而依赖性这些RNA因子转录的性状RNA。然而只是因为II类HDAC对组亚基的蛋白很高，就确信II类HDAC没蛋白的推论是不严谨的。深入研究解构学深入研究正因如此肝细胞亚基的羧酸；也找到有很多亚基质都可以被羧酸解构。这些亚基质不仅仅包括肝体内内的亚基，还包括肝细胞质和肝细胞质里的亚基等。另外，菌株并没组亚基，但是在菌株里，也找到有很多亚基可以被羧酸；也。这些证据都暗示了II类HDAC很有显然还是有蛋白的，位点是与组亚基不同的其他亚基质。一个很好的例子就是IIb类HDAC6的位点之一是肝细胞质之中的动物肝细胞亚基。然而到已确定，只有常常的IIa类HDAC的位点被找到，极少还是通过过表示的方法表明的，十分一定是情况下的生理周边环境下的真正的位点。HDAC4属于IIa类HDAC，在血清神经系统之中，对多种诱导脊柱走下坡的刺激重排后，HDAC4的表示量就会减少。在因为衰引来的脊柱走下坡症之中，HDAC4在进化或者血清脊柱之中的表示量也就会减少。HDAC4正因如此身敲除 (constitutive whole body knockout) 的血清在显现出生在此之后马上因为头骨发育诱发而幸存者。仅管特异的HDAC4性状敲除的血清的数据显示HDAC4在情况下的生理周边环境下不是才就会的，但是在舆论压力或者生病的周边环境下，它就会有最初新功能。因此，必要性了解传染病完正因如此下HDAC4的化学键靶标显然就会新建最初治疗法选择。2019年10月15日，帕利制药公司美国合作开发之中心的史隽课题组在Cell Reports登载文中HDAC4 Controls Muscle Homeostasis through Deacetylation of Myosin Hey Chain， PGC-1α， and Hsc70的社论，通过新合作开发的正因如此的IIa类HDAC特异的化学键结构依赖性剂，融合性状敲除的手段，找到了三个正因如此最初HDAC4蛋白位点：肌球亚基重链 (myosin hey chain isoforms，MyHC)，PGC-1α和热激亚基70 (Hsc70)，同时还深入研究了HDAC4催解构这些位点的神经科含意。现在的很多针对IIa类HDAC的研究极少是通过依赖性性状表示的方法来实现的。但是性状不表示，导致整个亚基表示减少，并很难区分这类亚基作为蛋白或者是整体亚基的新功能。而以外登载的广谱的HDAC蛋白的化学键结构依赖性剂，例如TSA， vorinostat (也叫SAHA)， 其实都只能依赖性I类HDAC，对IIa类HDAC基本没活性。一个由Tempero Pharmaceuticals开发的称作叫TMP195的化学键结构，算是针对IIa类HDAC尤其特异的化学键结构依赖性剂，但是它对IIa类HDAC的EC50大约在0.2 μM约莫，活性十分很高。为了能够更好的研究IIa类HDAC的新功能，帕利公司合作开发显现出一个个人解构的IIa类HDAC依赖性剂 --- NVS-HD1，十分正因如此，EC50 < 1nM。NVS-HD1的选择性也很强，对于I类HDAC的EC50 都超过了1 μM。另外的两个化学键结构，NVS-HD2和NVS-HD3是同系列解构合物的早期的依赖性剂。用作这些特异的IIa类HDAC依赖性剂，融合传统文化的性状knockdown 或者knockout，史隽课题组找到了三个HDAC4 (也显然是别的IIa类HDAC) 的位点。HDAC4可以去除MyHC上的羧酸。MyHC是导致脊柱收缩的sarcomere的主要成分。依赖性 HDAC4可以减少肝体内MyHC的量，并且在肝细胞和血清之中依赖性由用药（dexamethasone）和神经缺失引来的MyHC的亚基质损失。一个2010年的报道确信神经系统之中HDAC4的敲除可以依赖性能代谢MyHC的E3泛素连接蛋白MuRF1的性状RNA，从而卫生保健由于去神经引来的脊柱走下坡。而这篇社论揭示了一种不同的机制 --- 必要转录MyHC亚基。HDAC4过表示就会导致MyHC的代谢，而蛋白缺失的D840N突变体则很难。即使MuRF1过表示后，IIa类HDAC依赖性剂也足以阻止MyHC的代谢。因而显然的机理是，HDAC4被依赖性后，MyHC上的赖氨酸被乙酰解构，所以很难被MuRF1加上泛素，也就不就会被泛素亚基体系统代谢。MyHC是神经系统之中的不可忽视亚基，保持MyHC的亚基量就可以卫生保健脊柱走下坡，并且保持脊柱收缩新功能。相似的机理也适用于HDAC4的另一个位点 --- PGC-1α。在脊柱特异性PGC-1α转性状血清之中，PGC-1α的mRNA减少了> 10倍，而亚基质仅减少？3倍，部分原因是PGC-1α就会被马上代谢（t1/2？15分钟）。NVS-HD1不仅可以在肝细胞之中而且可以在果蝇之中减少PGC-1α亚基程度，却而今着必要影响PGC-1α mRNA程度。NVS-HD1减少的PGC-1α亚基质的量也是？3倍，和转性状血清实际上相同。在失神经的血清脊柱之中，即使PGC-1α mRNA程度明显降高，HDAC4敲除或IIa类HDAC依赖性剂也能阻止PGC-1α亚基的减少。依赖性所有的 IIa类HDAC比单独的HDAC4缺失缺点更明显，与肝体内观察到的PGC-1α可以和所有的IIa类HDAC（I类HDAC不行）必要融合的结果吻合，暗示了IIa类HDAC之间可以互补效用。PGC-1α是生物合成和肝细胞质产生通路之中的不可忽视RNA共有RNA因子。过表示PGC-1α的血清表现显现出改善的肝细胞质新功能，实际上相同于运动后的推移。因此NVS-HD1显然在肝细胞质传染病或者其他生物合成传染病之中展现不可忽视的效用。这篇社论也找到HDAC4可以和Hsc70必要融合，并且可以省略Hsc70的第128位赖氨酸的羧酸；也。当HDAC4的蛋白被依赖性在此之后，乙酰解构的Hsc70就很难很好的融合用药的细胞因子。但是只有与Hsc70和Hsp90融合的用药的细胞因子，才是被实际上RNA的可以融合用药的完正因如此。因而IIa类HDAC依赖性剂可以依赖性用药和细胞因子融合，从而卫生保健由它引来的脊柱走下坡。Hsc70是许多消费者亚基行使情况下新功能所必需的化学键伴侣，因此其他不可忽视途径也显然受HDAC4的通气。在在，这篇社论还找到HDAC3，MEF2并很难和HDAC4必要融合。IIa类HDAC依赖性剂也并没必要影响MEF2转录的性状的表示。现在提显现出的IIa类HDAC作为整体亚基的工作机理似乎在神经系统之中十分适当。类似记事: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