活化蛋白磷酸酶的小分子物质

蛋白质磷酸酶1(PP1)具有丝氨酸/苏氨酸磷酸酶的活性,广泛参与细胞信号转导过程。来自加利福尼亚大学的Tappan和Chamberlin发现一种小分子物质能够结合该酶的调节位点使其活化,该研究结果以封面论文形式发表于2月22日的《化学与生物学》(Chemistry  &  Biology)。

   蛋白激酶和蛋白磷酸酶能够使多种蛋白质磷酸化和去磷酸化,从而改变酶、受体和离子通道蛋白质电荷、溶解性和结合能力等,它们广泛参予细胞分裂、基因表达调控、神经信息传递、肌肉收缩和细胞信号转导等重要生命过程中。

   蛋白磷酸酶PP1和PP2A活性受损会导致细胞功能障碍,如发生肿瘤、神经元分化异常等,多种调节蛋白能够与其调节部位结合而影响其活性,这些调节蛋白均具有RVXF四肽序列,以往研究发现包含该一致序列的13-300氨基酸多肽仍具有调节蛋白的活性。

   研究中,Tappan和Chamberlin采用固相多肽合成和高效液相色谱技术合成并纯化不同长度(包含4-13氨基酸残基)包含RVXF序列的多肽,然后检测其对PP1水解磷酸基团活性的影响,结果发现四肽RVXF即具有识别和活化PP1的活性,它能够结合PP1调节部位使其构象发生变化,同时也能够与内源的PP1抑制物DARPP竞争结合PP1,而去除其抑制作用。

   结合之前对于外源PP1抑制剂微囊藻毒素的研究结果,研究人员意外发现,微囊藻毒素中芳香烯烃部分(Adda)及其类似物同样具有活化PP1的功能,其结构与RVXF也有较高的相似程度。这一研究结果将有助于开发非肽类小分子磷酸酶活化药物,降低细胞内磷酸化水平,同蛋白激酶抑制剂一起成为更有效的抗癌药物。