- absztrakt
- bevezetés
- Az RXR és az apoptózis nonenomikus aktivitása
- Az RXRa és a gyulladás nonenomikus hatása
- Az RXR és PI3K/AKT túlélési út nem nomomikus hatása
- Új RXRα felületi kötőhelyek alternatív célzási helyként
- Következtetések és perspektívák
- rövidítések
- növekményekkel
- Fehérje adatbank
absztrakt
RXRa szerkezet, homo- és hetero-dimerizáció és ligandhatás. (A). Az RXRa sematikus ábrázolása. (B). RXRα heterodimer, homodimer és tetramer szerkezetek. Bal oldali heterodimer RXRa-LBD/PPARγ, PDB kód: 1FM9. Közepes homodimer holo-RXRa-LBD, PDB kód: 1MZN. Jobb tetramer holo-RXRa-LBD, kód PDB 4N8R. (C). Az apo-RXRα és a holo-RXRα szerkezete. Bal monomer konformáció apotetramer szerkezetben, PDB kód: 1G1U. Jobb, az RXRα-LBD CD3254 agonistával és GRIP1 koaktivátorral komplexelve, PDB kód: 3FUG.
Teljes méretű kép
- Töltse le a PowerPoint diát
Teljes méretű kép
- Töltse le a PowerPoint diát
Az RXRα kiemelkedő jellege a 2., 3., 4., 6. nemkívánatos mellékhatásoknak tulajdonította a rexinoidokat, amelyek megakadályozzák további fejlődésüket. Ezért sürgősen elemezni kell az RXRα jelátviteli útvonalakat, valamint új tulajdonságokkal és jobb terápiás indexekkel rendelkező új RXRα modulátorokat kell azonosítani és kifejleszteni. Ebben az áttekintésben az RXRα nem nominális aktivitására összpontosítunk, és kiemeljük az ezen a téren a közelmúltban elért haladást, külön hangsúlyt fektetve a tRXRα 21 akcióra és az RXRα modulációjára azáltal, hogy alternatív kötőhelyeket célozunk meg a felületén .
Az RXR és az apoptózis nonenomikus aktivitása
Az apoptózis, a programozott sejthalál, központi szerepet játszik mind a fejlődésben, mind a homeosztázisban, kiküszöböli a redundáns sejteket és biztosítja a megfelelő célokba vándorolt sejtek túlélését 58. A genetikai rendellenességekből és/vagy a tartós betegségállapotból eredő apoptózis rendellenes szabályozása hozzájárul számos emberi rák és betegség, például autoimmun és neurológiai rendellenességek, gyulladásos betegségek, elhízás, 2-es típusú cukorbetegség és érelmeszesedés kialakulásához és előrehaladásához. Az apoptózis vagy a sejtfelszíni halálreceptorok megjelenése (külső út), vagy mitokondriális kudarc (belső út) után következik be 58. A belső utat az apoptogén faktorok, például a citokróm c felszabadulása indítja el a mitokondriumokból, míg az extrinsin út a kaszpáz-8 iniciálásának aktiválását jelenti a tumor nekrózis faktor (TNF) receptor szupercsalád letális receptorainak stimulálásával.
Az RXRα nonenomikus akciói. A citoplazmatikus tRXRα szabályozza a sejtek túlélését, a gyulladást és az apoptózist a p85a PI3K alegységgel való kölcsönhatása vagy a TNF-R1-hez kapcsolódó meghatározatlan tényezők révén. Ezenkívül az RXRα a mitokondriumokat megcélozhatja a Nur77-gyel végzett heterodimerizációval a mitokondriális függő apoptózis modulálására.
Teljes méretű kép
- Töltse le a PowerPoint diát
Az RXRa és a gyulladás nonenomikus hatása
Azok a mechanizmusok, amelyek segítségével az RXRα és ligandumai modulálják a gyulladást és az immunitást, továbbra is fontos megválaszolatlan kérdés marad, amelyet jelenleg aktívan vizsgálnak. Az RXRα genomiális és nongenomikus hatása felelős lehet a gyulladás modulálásáért a makrofágokban és más sejttípusokban. Genomikus hatásban az RXRα leghatékonyabb gyulladáscsökkentő hatása az RXRα és a gyulladásgátló transzkripciós faktorok, különösen az NF-κB és az AP-1 közötti fehérje-fehérje kölcsönhatásokból származik, egy olyan transzrepressziós mechanizmus révén, amelyet másutt az 1990-es évek. Az RXRα nonenomikus mechanizmusai magukban foglalhatják a JNK aktivációjának/foszforilezésének gátlását és az azt követő c-június 91 foszforilációt. Érdekes módon az RXRα szubcelluláris lokalizációja a gyulladásra adott válaszként változik 17, 45. Az LPS megváltoztatja az RXRα szubcelluláris elhelyezkedését a 17. állatokban, míg az RXRα gyors nukleáris exporton megy keresztül az IL-1β hatására a hepatoma sejtekben 18. A hatás gyors, az IL-1β expozíció után 30 percen belül jelentkezik, és valószínűleg az RXRα JNK általi foszforilezésének és a CRM-1 által közvetített nukleáris exportfolyamatnak köszönhető 18. Az IL-1β, az IL-6 és a TNFα is megváltoztatja az RXR intracelluláris eloszlását a Schwann-sejtekben, amely akkor következik be, amikor a sejteket csak 5 percig citokinnek teszik ki 45 .
Legutóbbi felfedezésünk, miszerint a TNF indukálhatja a tRXRα citoplazmatikus lokalizációját, rávilágít a tRXRα citoplazmatikus hatásának fontosságára a gyulladás szabályozásában (3. ábra). Mint fent említettük, a TNFα egy citokin, amely nemcsak külső apoptotikus és PI3K/AKT útvonalakat indukál, hanem az NF-KB és az AP-1 gyulladásos útjait is. Ebben a tekintetben a TNFα-receptor-1 (TNF-R1) megkapja a TNF-receptorhoz társított 2-es faktort (TRAF-2) és a fehérjével kölcsönhatásba lépő fehérje (RIP) kinázt, ami olyan utak elindulásához vezet, amelyek az NF transzkripciós faktorok aktiválásával végződnek. -κB, c-Jun, c-Fos és ATF-2 különféle kinázok, köztük az IKB kináz (IKK) és a MAPK aktiválásával. Ezek az utak szabályozzák a gyulladás szempontjából fontos gének indukálható expresszióját. Meg kell nézni, hogy a tRXRα vagy az RXRα egyéb formái közvetlenül részt vesznek-e a tüdőgyulladás aktiválásában és szabályozásában. Érdekes módon a tRXRα-függő válaszok TNFα-indukciója gátolja a Sulindac-ot, amelyet jelenleg gyulladás kezelésére használnak, ami arra utal, hogy a gyógyszer a tRXRα-útvonal megcélzásával fejtheti ki gyulladáscsökkentő hatását.
Az RXR és PI3K/AKT túlélési út nem nomomikus hatása
A PI3K/AKT aktiváció szerepét az onkogenezisben és a gyógyszerrezisztenciában számos tanulmány megerősítette, amelyek azt mutatják, hogy az ezen útvonalon bekövetkező rendellenességek a sejttranszformáció, az anyagcserezavarok és a neurodegeneratív betegségek, valamint a gyógyszerrezisztencia lehetséges okai 92. A pálya ezért nagyrészt a rák és a kapcsolódó betegségek elleni gyógyszerek fejlesztésére és a gyógyszerrezisztencia leküzdésére összpontosult. A PI3K/AKT aktivitások közvetlen gátlásán alapuló jelenlegi célzási stratégiák azonban súlyos nemkívánatos eseményeket okoztak, és eddig a preklinikai és klinikai vizsgálatokra korlátozódtak a toxicitás és a szelektivitás hiánya miatt. Így a PI3K/AKT útvonal aberráns aktiválásában részt vevő kulcsmolekulák azonosítása új stratégiákat kínál a gyógyszerfejlesztéshez.
A TNFα különféle sejtes eseményeket irányít, például a sejtek túlélését és halálát, amelyek meghatározzák a rákos sejtek sorsát 75. Noha a TNFα halálreceptor-függő mechanizmusokkal képes rákos sejtek apoptózisát kiváltani, az effektust gyakran ellentétesíti a TNFα belső túlélési funkciója az NF-κB és a PI3K/AKT út 75 aktiválása révén. Mivel a TNFa-t rosszindulatú vagy gazdasejtek termelik a tumor mikrokörnyezetében, de nem normál sejtekben, nagy az érdeklődés olyan stratégiák kidolgozása iránt, amelyek a TNFα-jelátvitelt a túlélésről a halálra terelik. A Sulindac és analógjai, a K-80003 és a K-8008 megköthetik a tRXRα-t, hogy gátolják a tRXRα TNFα által indukált interakcióját a p85α és PI3K/AKT aktivációval, ami a TNFα-függő apoptotikus út 21 aktiválásához vezet. Így a tRXRα kötődése a Sulindac-hoz és analógjaihoz a TNFα-jelátvitelt átalakíthatja a túléléstől a halálig. Várhatóan sok RXRα modulátor terápiás hatását fejti ki ezen útvonal célzásával.
Új RXRα felületi kötőhelyek alternatív célzási helyként
Alternatív helyek az RXRα felületén. (A) Nemrégiben azonosított 23 vegyület egy horonykötő szabályozóhoz kötve az RXRα-n, dokkoló modellen. (B) Újonnan azonosított K-8008 kötőhely, 4N8R PDB kód.
Teljes méretű kép
- Töltse le a PowerPoint diát
A szabályozó kötési hornyán kívül egy másik alternatív kötési helyet azonosítottak az RXRα felületén. A közelmúltban meghatározott RXRα LBD kristályszerkezete a K-8008 vagy a K-80125 Sulindac analógokkal komplexben mutatja, hogy egy különálló kötőhely létezik. A komplex szerkezet nem kristálytani homo-tetramerként létezik, hasonlóan a korábban leírt 11, 13 apo-homotetramerhez, amelyben a homodimerek 2 alja összekapcsolva tetramer képződik (4B. Ábra). Egy tetramerben 2 K-8008 molekula egyetlen homotetramerhez kötődik egy hidrofób régióban, amely közel áll a rokon LBP 57 bejáratához és pereméhez. A K-8008 kötő régió közel van a dimer-dimer interfészhez, és nem fedi át a 9-cisz -RA kötő régiót. A monomer és dimer RXRα LBD-k esetében a K-8008 kötő régió az RXRα molekulák felületén helyezkedik el. Kimutatták, hogy az RXRa homotetramereket képez az oldatban, amely transzkripcióban néma, de a 11, 12, 13 agonisták vagy antagonisták megkötésekor gyorsan disszociál aktív homodimerekké. Ezért érdekes, hogy a K-8008, egy RXRα antagonista, kötődik az új régióhoz, és hogy a kötés nem eredményez tetramer disszociációt, hasonlóan a dantron 100 kötődéséhez. A K-8008 kötés strukturális alapja arra utal, hogy az RXRα tetramerizációja kulcsfontosságú mechanizmus az RXR nongenomikus hatásainak szabályozásában.
Következtetések és perspektívák
rövidítések
RXRa, retinoid X receptor-alfa; tRXRa, csonka retinoid X receptor-alfa; PI3K, foszfatidil-inozitol-3-kináz; NSAID, nem szteroid gyulladáscsökkentő gyógyszer; LBD, ligandumkötő domén; LBP, ligandumkötő zseb; RAR, retinsav receptor; T3R, pajzsmirigyhormon receptor; VDR, D-vitamin receptor; PPAR, peroxiszóma-proliferátor-aktivált receptor; LXR, máj X receptor; FXR, farnezoid X receptor; RA, retinsav; DHA, dokozahexaénsav; TZD, tiazolidinedion; Ap, p-amiloid; TNF, tumor nekrózis faktor; IGFBP, inzulinszerű növekedési faktort kötő fehérje; MAPK, mitogén-aktivált protein-kináz; NGF, idegi növekedési faktor; TRADD, TNF receptorhoz társult haláldomén; FADD, Fas-asszociált halálozási tartomány; TNF-R1, TNFa receptor-1; JNK, c-Jun N-terminális kináz; LPS, lipopoliszacharid; GSK-3β, glikogénszintáz kináz 3 béta.