[发明专利]白僵菌素类似物作为APC/C的小分子激动剂的应用

说明书

本发明公开了白僵菌素类似物作为APC/C的小分子激动剂的应用。本发明首次公开了如式Ⅰ所示的天然来源的白僵菌素类似物激活APC/C的功能，是有力的后期促进因子复合物(APC/C‑Cdh1)或后期促进因子复合物(APC/C‑Cdc20)的激动剂。该类化合物作为APC/C的小分子激动剂，在APC/C类蛋白活性失调引起的细胞生理学改变、靶向激活APC/C控制细胞增殖紊乱疾病等研究领域具有重要应用价值。

技术领域

本发明属于分子生物学技术领域，具体涉及小分子激动剂。

背景技术

泛素化作为一种重要的翻译后修饰，可通过泛素(ubiquitin，Ub)-蛋白酶体系统(UPS)调控蛋白质的降解。“后期促进复合物/细胞周期体”(anaphase-promoting complex/cyclosome，APC/C)是一个明星泛素连接酶(ubiquitin ligase enzyme，E3)复合物。APC/C通常是由11～13个亚基蛋白组成的复合体，例如从非洲爪蟾卵细胞中分离的周期蛋白B的E3至少含有8个不同的亚基。APC/C主要包括四个部分：①与泛素结合酶(ubiquitinconjugating enzyme，E2)结合的部分；②TPR亚基；③结构性复合物；④共激活分子Cdc20、Cdh1和Ama1，APC/C的活性调节和底物识别特异性主要依靠共激活分子。APC/C激发E2-泛素复合物同靶蛋白破坏框结合，然后激发泛素同破坏框C-末端的赖氨酸残基结合，此过程不断循环使泛素多聚化；带有泛素链的蛋白为26S蛋白酶所识别，降解为多肽和氨基酸并释放出单体泛素分子。APC/C分子结构复杂、生物学功能广泛，在复制和细胞分裂过程中控制各种事件，参与细胞周期、代谢、DNA损伤修复、细胞自噬、凋亡、衰老及肿瘤发生等多种生物学过程。

正常细胞周期的进程，必须有特定的细胞周期调控分子在特定时刻迅速降解，以完成DNA复制、有丝分裂期的进展、G1期的维持和胞质分裂等。细胞周期进程中存在两个限制点即G1/S转变期和G2/M转变期，细胞周期的调控主要是对以上两个限制点的调控，是多因素参与的复杂过程。重要的细胞周期调控蛋白例如有S期激酶相关蛋白2(S-phasekinase-associated protein2，Skp2)、细胞周期蛋白A(cyclin A)、细胞周期蛋白B1(cyclin B1)、securin等。其中，Skp2是经过充分研究的F-box蛋白，也是Skp1-Cul1-Fbox(SCF)E3连接酶复合物的关键部分。它通过泛素化和蛋白酶体降解来调节p27和p21的蛋白表达水平，从而控制细胞周期，特别是G1期到S期的过渡调控。如Skp2过度活化造成G1期关卡失控，就会使应该停止增殖或生理性凋亡的细胞不停地进入细胞周期，导致细胞恶性增生及癌的形成。而cyclin A2也是细胞周期蛋白家族中重要的一员，参与G1/S期和G2/M期调控，在DNA复制、转录过程中有非常重要的作用。

多数APC/C的底物就是重要的细胞周期调节蛋白。APC/C是细胞中最主要的介导Skp2泛素化降解的E3泛素连接酶，APC/C激活后能够降低细胞中Skp2表达，提高p27蛋白水平，导致细胞周期停顿，抑制细胞增殖；APC/C通过在特定时期泛素化降解Skp2，达到控制细胞周期精确运行的功能。近年，对APC/C分子结构和组成的解析工作取得了极大的进展，APC/C-Cdh1在G1期发挥主要的作用，具有较高活性，保证Cyclin、Skp2等不要过早积累，使细胞维持在G1期。APC/C-Cdc20在M期发挥主要作用，启动细胞从M中期过渡到后期，促使姐妹染色体分离，维持细胞周期正常进行。可见，在细胞周期调控中APC/C具有重要地位，可以通过介导细胞周期相关蛋白质的泛素化降解从而精确调控细胞周期的转换，并受共激活分子Cdc20、Cdh1的正向调控，从而激活其泛素化降解途径降解其下游靶标蛋白Skp2、CyclinA2等。APC/C的失活常常会引起细胞周期紊乱，细胞周期相关蛋白异常积累以及细胞分裂过程受阻等。因此，研究APC/C可极大地促进对哺乳动物细胞周期调控、细胞自噬和凋亡、能量代谢和肿瘤发生的理解。