- абстрактно
- Въведение
- Негономна активност на RXR и апоптоза
- Негономен ефект на RXRa и възпаление
- Неномомичен ефект на RXR и PI3K/AKT път за оцеляване
- Нови RXRα места за свързване на повърхността като алтернативни сайтове за насочване
- Заключения и перспективи
- съкращения
- стъпки
- Банка с данни за протеини
абстрактно
RXRa структура, хомо- и хетеро-димеризация и лиганд ефект. (А). Схематично представяне на RXRa. (Б). RXRα хетеродимерни, хомодимерни и тетрамерни структури. Ляв хетеродимер RXRa-LBD/PPARγ, код PDB 1FM9. Среден хомодимер холо-RXRa-LBD, PDB код 1MZN. Десен тетрамерен холо-RXRa-LBD, код PDB 4N8R. (° С). Структура на апо-RXRα и холо-RXRα. Лява мономерна конформация в апотетрамерна структура, PDB код 1G1U. Вдясно, RXRα-LBD в комплекс с CD3254 агонист и GRIP1 коактиватор, PDB код 3FUG.
Изображение в пълен размер
- Изтеглете слайд на PowerPoint
Изображение в пълен размер
- Изтеглете слайд на PowerPoint
Изтъкнатият характер на RXRα приписва някои нежелани странични ефекти 2, 3, 4, 6 на рексиноидите, които предотвратяват по-нататъшното им развитие. Следователно има спешна нужда от анализ на RXRα сигналните пътища и от идентифициране и разработване на нови RXRα модулатори, които имат уникални свойства и подобрени терапевтични показатели. В този преглед ние се фокусираме върху неноминалната активност на RXRα и подчертаваме скорошния напредък в тази област, с акцент върху tRXRα действие 21 и модулация на RXRα чрез насочване към алтернативни места за свързване на повърхността му 56, 57 .
Негономна активност на RXR и апоптоза
Апоптозата, програмирана клетъчна смърт, играе централна роля както в развитието, така и в хомеостазата, като елиминира излишните клетки и осигурява оцеляването на клетките, които са мигрирали към правилните цели 58. Ненормалната регулация на апоптозата в резултат на генетични аномалии и/или персистиращо състояние на заболяването допринася за развитието и прогресирането на много човешки ракови заболявания и заболявания, като автоимунни и неврологични разстройства, възпалителни заболявания, затлъстяване, диабет тип 2 и атеросклероза. Апоптозата настъпва или след появата на рецептори за клетъчна повърхностна смърт (външен път) или след митохондриална недостатъчност (вътрешен път) 58. Вътрешният път се инициира от освобождаването на апоптогенни фактори, като цитохром с, от митохондриите, докато външният път включва активиране на иницииране на каспаза-8 чрез стимулиране на летални рецептори на суперсемейството на рецептора на туморния некротичен фактор (TNF).
Негеномни действия на RXRα. Цитоплазматичният tRXRα регулира клетъчното оцеляване, възпалението и апоптозата чрез взаимодействието си с p85a PI3K субединицата или неопределени фактори, свързани с TNF-R1. В допълнение, RXRα може да насочи митохондриите чрез хетеродимеризация с Nur77 за модулиране на митохондриално зависима апоптоза.
Изображение в пълен размер
- Изтеглете слайд на PowerPoint
Негономен ефект на RXRa и възпаление
Механизмите, чрез които RXRα и неговите лиганди модулират възпалението и имунитета, остават важен въпрос без отговор, който в момента се изследва активно. Геномните и негеномни ефекти на RXRα могат да бъдат отговорни за модулацията на възпалението в макрофагите и други клетъчни типове. При геномното действие най-ефективните противовъзпалителни ефекти на RXRα изглежда са резултат от протеиново-протеинови взаимодействия между RXRα и провъзпалителни транскрипционни фактори, особено NF-κB и AP-1, чрез трансрепресионен механизъм, който е изследван другаде през 90-те години. Негономните механизми на RXRα могат да включват инхибиране на JNK активиране/фосфорилиране и последващо c-юни 91 фосфорилиране. Интересното е, че субклетъчната локализация на RXRα се променя в отговор на възпаление 17, 45. LPS променя субклетъчното местоположение на RXRα при животни 17, докато RXRα претърпява бърз ядрен износ в отговор на IL-1β в хепатомни клетки 18. Ефектът е бърз, настъпва в рамките на 30 минути след излагане на IL-1β и вероятно се дължи на фосфорилиране на RXRα от JNK и чрез CRM-1-медииран процес на ядрен износ 18. IL-1β, IL-6 и TNFα също променят вътреклетъчното разпределение на RXR в Schwann клетки, което се случва, когато клетките са изложени на цитокин само за 5 минути 45 .
Неотдавнашното ни откритие, че TNF може да индуцира цитоплазмената локализация на tRXRα, подчертава значението на цитоплазмения ефект на tRXRα за регулиране на възпалението (Фигура 3). Както беше отбелязано по-горе, TNFα е цитокин, който индуцира не само външни апоптотични и PI3K/AKT пътища, но също така и възпалителните пътища на NF-κB и AP-1. В това отношение TNFα рецепторът-1 (TNF-R1) получава свързан с TNF рецептор фактор 2 (TRAF-2) и протеин-взаимодействащ протеин (RIP) киназа, което води до започване на пътища, които завършват с активирането на транскрипционни фактори NF -κB, c -Jun, c-Fos и ATF-2 чрез активиране на различни кинази, включително IKB киназа (IKK) и MAPK. Тези пътища контролират индуцируемата експресия на гени, важни за възпалението. Остава да се види дали tRXRα или други форми на RXRα участват пряко в активирането и регулирането на пневмонията. Интересното е, че TNFα индукцията на tRXRα-зависими отговори инхибира Sulindac, който в момента се използва за лечение на възпаление, което предполага, че лекарството може да упражнява своите противовъзпалителни ефекти чрез насочване на tRXRα пътя.
Неномомичен ефект на RXR и PI3K/AKT път за оцеляване
Ролята на активирането на PI3K/AKT в онкогенезата и лекарствената резистентност е потвърдена от няколко проучвания, показващи, че отклоненията по този път са потенциални причини за клетъчна трансформация, метаболитни нарушения и невродегенеративни заболявания, както и лекарствена резистентност 92. Следователно пистата беше фокусирана до голяма степен върху разработването на лекарства срещу рак и свързаните с тях заболявания и върху преодоляването на лекарствената резистентност. Настоящите стратегии за насочване, които разчитат на директно инхибиране на дейностите на PI3K/AKT, са причинили сериозни нежелани събития и досега са били ограничени до предклинични и клинични изпитвания поради токсичност и липса на селективност. По този начин, идентифицирането на ключови молекули, участващи в анормално активиране на пътя PI3K/AKT, ще предложи нови стратегии за разработване на лекарства.
TNFα контролира различни клетъчни събития, като клетъчно оцеляване и смърт, които определят съдбата на раковите клетки 75. Въпреки че TNFα е способен да индуцира апоптоза на раковите клетки чрез зависими от смъртния механизъм механизми, такъв ефект често се антагонизира от присъщата функция на оцеляване на TNFα чрез активирането на NF-κB и PI3K/AKT път 75. Тъй като TNFα се произвежда от злокачествени или клетки гостоприемници в туморната микросреда, но не и в нормалните клетки, има голям интерес към разработването на стратегии за преместване на TNFα сигнализирането от оцеляване към смърт. Sulindac и неговите аналози K-80003 и K-8008 могат да се свържат с tRXRα, за да инхибират индуцираното от TNFα взаимодействие на tRXRα с активирането на p85α и PI3K/AKT, което води до активиране на TNFα-зависимия апоптотичен път 21. По този начин, свързването на tRXRα със Sulindac и неговите аналози може да преобразува TNFα сигнализиране от оцеляване в смърт. Очаква се много модулатори RXRα да упражняват терапевтичния си ефект чрез насочване по този път.
Нови RXRα места за свързване на повърхността като алтернативни сайтове за насочване
Алтернативни места на повърхността на RXRα. (А) Наскоро идентифицирано съединение 23, свързано към регулатор за свързване на жлеб на RXRα, модел на докинг станция. (B) Новоидентифицирано място за свързване на K-8008, PDB код 4N8R.
Изображение в пълен размер
- Изтеглете слайд на PowerPoint
В допълнение към канала за свързване на регулатора е идентифицирано друго алтернативно място за свързване на повърхността на RXRα. Наскоро определената ни кристална структура на RXRα LBD в комплекс с аналози на Sulindac K-8008 или K-8012 57 демонстрира съществуването на отделно място на свързване. Сложната структура съществува като некристалографски хомо-тетрамер, подобен на описания по-рано апо-хомотетрамер 11, 13, в който дъната 2 на хомодимерите са свързани, за да образуват тетрамер (Фигура 4В). В тетрамер 2 молекули K-8008 се свързват с един хомотетрамер в хидрофобна област, която е близо до входа и ръба на свързания LBP 57. Областта на свързване K-8008 е близо до интерфейса димер-димер и не се припокрива с областта на свързване 9-cis -RA. За мономерни и димерни RXRα LBD, K-8008 свързващият регион е разположен на повърхността на RXRα молекулите. Доказано е, че RXRα образува хомотетрамери в разтвор, който е транскрипционно безшумен, но след свързване на агонисти или антагонисти 11, 12, 13, бързо се дисоциира в активни хомодимери. Следователно, интересно е, че K-8008, RXRα антагонист, се свързва с новия регион и това свързване не води до дисоциация на тетрамер, подобно на свързването на dantron 100. Структурната основа на свързването K-8008 предполага, че тетрамеризацията на RXRα е ключов механизъм за регулиране на негеномните ефекти на RXR.
Заключения и перспективи
съкращения
RXRa, ретиноид X рецептор-алфа; tRXRα, пресечен ретиноид X рецептор-алфа; PI3K, фосфатидилинозитол 3-киназа; НСПВС, нестероидно противовъзпалително лекарство; LBD, лиганд-свързващ домен; LBP, джоб за свързване на лиганд; RAR, рецептор на ретиноева киселина; T3R, рецептор на тиреоиден хормон; VDR, витамин D рецептор; PPAR, рецептор, активиран от пероксизомен пролифератор; LXR, чернодробен X рецептор; FXR, фарнезоиден X рецептор; RA, ретиноева киселина; DHA, докозахексаенова киселина; TZD, тиазолидиндион; Ар, Р-амилоид; TNF, фактор на туморна некроза; IGFBP, инсулиноподобен растежен фактор, свързващ протеин; MAPK, митоген-активирана протеин киназа; NGF, нервен растежен фактор; TRADD, TNF рецептор-свързан домейн на смъртта; FADD, свързан с Fas домейн на смъртта; TNF-R1, TNFa рецептор-1; JNK, c-Jun N-терминална киназа; LPS, липополизахарид; GSK-3β, гликоген синтаза киназа 3 бета.