- реферат
- вступ
- Негеномна активність RXR та апоптоз
- Негеномна дія RXRa та запалення
- Неномомний ефект шляху виживання RXR та PI3K/AKT
- Нові ділянки поверхневого зв'язування RXRα як альтернативні сайти націлювання
- Висновки та перспективи
- скорочення
- прирости
- Банк даних білка
реферат
Структура RXRa, гомо- та гетеродимеризація та ефект ліганду. (А). Схематичне зображення RXRa. (В). RXRα гетеродимерні, гомодимерні та тетрамерні структури. Лівий гетеродимер RXRa-LBD/PPARγ, код PDB 1FM9. Середній гомодимер holo-RXRa-LBD, код PDB 1MZN. Правий тетрамер голо-RXRa-LBD, код PDB 4N8R. (С). Будова апо-RXRα та голо-RXRα. Ліва мономерна конформація в апотетрамерній структурі, код PDB 1G1U. Справа, RXRα-LBD в комплексі з агоністом CD3254 та коактиватором GRIP1, код PDB 3FUG.
Повнорозмірне зображення
- Завантажте слайд PowerPoint
Повнорозмірне зображення
- Завантажте слайд PowerPoint
Визначна природа RXRα приписувала деякі небажані побічні ефекти 2, 3, 4, 6 рексиноїдам, що перешкоджають їх подальшому розвитку. Отже, існує нагальна потреба проаналізувати шляхи передачі сигналів RXRα та виявити та розробити нові модулятори RXRα, які мають унікальні властивості та покращені терапевтичні показники. У цьому огляді ми зосереджуємось на неномінальній активності RXRα та висвітлюємо недавній прогрес у цій галузі, акцентуючи увагу на дії tRXRα 21 та модуляції RXRα шляхом націлювання на альтернативні ділянки зв'язування на його поверхні 56, 57 .
Негеномна активність RXR та апоптоз
Апоптоз, запрограмована клітинна смерть, відіграє центральну роль як у розвитку, так і в гомеостазі, усуваючи надлишкові клітини та забезпечуючи виживання клітин, які мігрували до потрібних цілей 58. Аномальна регуляція апоптозу внаслідок генетичних відхилень та/або стану стійкого захворювання сприяє розвитку та прогресуванню багатьох видів раку та захворювань людини, таких як аутоімунні та неврологічні розлади, запальні захворювання, ожиріння, діабет 2 типу та атеросклероз. Апоптоз виникає або після появи рецепторів загибелі клітинної поверхні (зовнішній шлях), або після відмови мітохондрій (внутрішній шлях) 58. Внутрішній шлях ініціюється вивільненням апотогенних факторів, таких як цитохром c, з мітохондрій, тоді як зовнішній шлях включає активацію ініціюючої каспази-8 шляхом стимуляції летальних рецепторів надсімейства рецептора фактора некрозу пухлини (TNF).
Негеномні дії RXRα. Цитоплазматичний tRXRα регулює виживання клітин, запалення та апоптоз завдяки своїй взаємодії з субодиницею p85a PI3K або невизначеними факторами, пов’язаними з TNF-R1. Крім того, RXRα може націлювати мітохондрії шляхом гетеродимеризації за допомогою Nur77 для модуляції апоптозу, залежного від мітохондрій.
Повнорозмірне зображення
- Завантажте слайд PowerPoint
Негеномна дія RXRa та запалення
Механізми, за допомогою яких RXRα та його ліганди модулюють запалення та імунітет, залишаються важливим питанням без відповіді, яке в даний час активно досліджується. Геномні та негеномні ефекти RXRα можуть бути відповідальними за модуляцію запалення в макрофагах та інших типах клітин. У геномній дії найефективніші протизапальні ефекти RXRα, як видається, є результатом білково-білкової взаємодії між RXRα та прозапальними факторами транскрипції, особливо NF-κB та AP-1, через механізм трансрепресії, який досліджували в інших місцях. у 1990-х. Ненономні механізми RXRα можуть включати інгібування активації/фосфорилювання JNK та подальше фосфорилювання c-червня 91 року. Цікаво, що субклітинна локалізація RXRα змінюється у відповідь на запалення 17, 45. LPS змінює субклітинне розташування RXRα у тварин 17, тоді як RXRα швидко експортується у відповідь на IL-1β в клітинах гепатоми 18. Ефект швидкий, виникає протягом 30 хвилин після впливу IL-1β, і, ймовірно, через фосфорилювання RXRα JNK та через процес ядерного експорту, опосередкований CRM-1 18. IL-1β, IL-6 та TNFα також змінюють внутрішньоклітинний розподіл RXR у клітинах Швана, що відбувається, коли клітини піддаються дії цитокіну лише протягом 5 хвилин 45 .
Наше недавнє відкриття, що TNF може індукувати цитоплазматичну локалізацію tRXRα, підкреслює важливість цитоплазматичного ефекту tRXRα у регуляції запалення (рис.3). Як зазначалося вище, TNFα є цитокіном, який індукує не тільки зовнішні апоптотичні та PI3K/AKT-шляхи, але також запальні шляхи NF-κB та AP-1. У зв'язку з цим рецептор-1 до TNFα (TNF-R1) отримує пов'язаний з рецептором TNF фактор 2 (TRAF-2) та білок-взаємодіючий білок (RIP) -кіназа, що призводить до ініціації шляхів, що завершуються активацією факторів транскрипції NF -κB, c -Jun, c-Fos та ATF-2 через активацію різних кіназ, включаючи IKB кіназу (IKK) та MAPK. Ці шляхи контролюють індуковану експресію генів, важливих для запалення. Залишається з’ясувати, чи tRXRα або інші форми RXRα беруть безпосередню участь в активації та регуляції пневмонії. Цікаво, що індукція TNFα tRXRα-залежних реакцій інгібує Sulindac, який в даний час використовується для лікування запалення, припускаючи, що препарат може надавати свої протизапальні ефекти, націлюючи шлях на tRXRα.
Неномомний ефект шляху виживання RXR та PI3K/AKT
Роль активації PI3K/AKT в онкогенезі та стійкості до лікарських засобів підтверджено кількома дослідженнями, які демонструють, що аберації на цьому шляху є потенційними причинами трансформації клітин, метаболічних розладів та нейродегенеративних захворювань, а також лікарської стійкості 92. Тому трек був в основному зосереджений на розробці ліків проти раку та супутніх захворювань та на подолання резистентності до наркотиків. Однак нинішні стратегії націлювання, які спираються на безпосереднє пригнічення діяльності PI3K/AKT, спричинили серйозні побічні явища і до цього часу обмежувались доклінічними та клінічними випробуваннями через токсичність та відсутність селективності. Таким чином, ідентифікація ключових молекул, що беруть участь в аберрантній активації шляху PI3K/AKT, запропонує нові стратегії розвитку ліків.
TNFα контролює різні клітинні події, такі як виживання та загибель клітин, які визначають долю ракових клітин 75. Хоча TNFα здатний індукувати апоптоз ракових клітин за допомогою механізмів, що залежать від рецепторів смерті, такий ефект часто антагонізується внутрішньою функцією виживання TNFα через його активацію NF-κB та PI3K/AKT-шляху 75. Оскільки TNFα продукується злоякісними клітинами або клітинами-господарями в мікросередовищі пухлини, але не в нормальних клітинах, існує великий інтерес до розробки стратегій для перекладу сигналізації TNFα з виживання на смерть. Sulindac та його аналоги K-80003 та K-8008 можуть зв'язуватися з tRXRα, щоб інгібувати індуковану TNFα взаємодію tRXRα з активацією p85α та PI3K/AKT, що призводить до активації TNFα-залежного апоптотичного шляху 21. Таким чином, зв'язування tRXRα із суліндаком та його аналогами може перетворити сигнал TNFα з виживання на смерть. Очікується, що багато модулятори RXRα здійснюють свій терапевтичний ефект, орієнтуючись на цей шлях.
Нові ділянки поверхневого зв'язування RXRα як альтернативні сайти націлювання
Альтернативні ділянки на поверхні RXRα. (A) Нещодавно виявлене з'єднання 23, прив'язане до регулятора зв'язування канавок на RXRα, модель стикування. (B) Недавно ідентифікований сайт зв'язування K-8008, код PDB 4N8R.
Повнорозмірне зображення
- Завантажте слайд PowerPoint
На додаток до канавки, що зв'язує регулятор, було виявлено ще одну альтернативну ділянку зв'язування на поверхні RXRα. Наша нещодавно визначена кристалічна структура RXRα LBD у комплексі з аналогами Суліндаку K-8008 або K-8012 57 демонструє існування чіткого сайту зв'язування. Складна структура існує як некристалографічний гомотетрамер, подібний до раніше описаного апогомотетрамера 11, 13, в якому днища 2 гомодимерів пов'язані, утворюючи тетрамер (рис. 4В). У тетрамері 2 молекули K-8008 зв'язуються з одним гомотетрамером у гідрофобній області, яка знаходиться поблизу входу та краю спорідненого LBP 57. Область зв'язування K-8008 близька до інтерфейсу димер-димер і не перекривається з областю зв'язування 9-cis -RA. Для мономерних та димерних LBD RXRα область зв'язування K-8008 розташована на поверхні молекул RXRα. Показано, що RXRα утворює гомотетрамери в розчині, який транскрипційно безшумний, але після зв’язування агоністів або антагоністів 11, 12, 13 швидко дисоціює на активні гомодимери. Тому цікаво, що K-8008, антагоніст RXRα, зв'язується з новою областю, і це зв'язування не призводить до дисоціації тетрамеру, подібно до зв'язування дантрону 100. Структурна основа зв'язування K-8008 свідчить про те, що тетрамеризація RXRα є ключовим механізмом регулювання негеномних ефектів RXR.
Висновки та перспективи
скорочення
RXRα, рецептор ретиноїду Х-альфа; tRXRα, усічений ретиноїд X-рецептор-альфа; PI3K, фосфатидилінозитол 3-кіназа; НПЗЗ, нестероїдний протизапальний препарат; LBD, ліганд-зв'язуючий домен; LBP, кишенька, що зв’язує ліганд; RAR, рецептор ретиноевої кислоти; T3R, рецептор гормону щитовидної залози; VDR, рецептор вітаміну D; PPAR, рецептор, що активується проліфератором пероксисоми; LXR, рецептор X печінки; FXR, рецептор фарнезоїду X; RA, ретиноева кислота; DHA, докозагексаєнова кислота; TZD, тіазолідиндіон; Aβ, β-амілоїд; ФНО, фактор некрозу пухлини; IGFBP, інсуліноподібний фактор росту, що зв’язує білок; MAPK, мітоген-активована протеїнкіназа; NGF, фактор росту нервів; TRADD, асоційований з рецептором TNF домен смерті; FADD, асоційований з Fas домен смерті; TNF-R1, рецептор TNFα-1; JNK, c-Jun N-кінцева кіназа; LPS, ліпополісахарид; GSK-3β, глікогенсинтазикіназа 3 бета.