靶定癌蛋白STAT3的新方法
日期:2015-11-23 08:55:53
多年來,科學家們一直在努力尋找一種方法,阻斷一個已知在許多癌癥中扮演重要角色的蛋白。STAT3,作為一個轉錄因子,它執行一項重要任務:幫助將DNA轉化為用于制造新蛋白質的RNA指令。
但是當STAT3過度活躍時,就會加速異常細胞的生長和分裂,并導致癌癥。科學家們采取了各種方法,來選擇性地阻斷腫瘤中的STAT3,但卻沒有產生成功的治療方法。
現在,由洛克菲勒大學分子細胞生物學實驗室主任James E. Darnell帶領的研究小組, 發現了靶定STAT3的一種新方法。相關研究發表在十一月九日的《PNAS》,他們成功破壞了STAT3作為一個轉錄因子的能力,從而為對抗癌癥的新型靶向療法,奠定了基礎。延伸閱讀:可關閉致癌蛋白的神奇探針。
洛克菲勒大學名譽教授Darnell說:“我們描述了STAT3蛋白中一些有趣的突變,如果我們可以模擬一種藥物,就可以成為對抗癌癥非常有價值的工具。”
許多科學家和藥物公司都關注STAT3,因為它在幾乎所有的主要人類癌癥中是過度激活的:乳腺癌、前列腺癌、肺癌、結腸癌和一些血液惡性腫瘤。但是,早期的努力還沒有成功地找到藥物,在足夠低的劑量上阻斷這個蛋白質。
為了完成其正常的工作,一個人的STAT3被一個帶電的化學基團所激活,然后必須與另一個STAT3配對,形成所謂的二聚體,具有特殊的結構。Darnell說:“它的形狀像打開的一把鉗子,抓住一條電線,在這里,電線代表DNA。”
接觸DNA的點——導致將其代碼轉化為蛋白質的過程,被稱為DNA結合結構域。在鉗子的尖端是SH2結構域,使兩個帶電的STAT3結合在一起。Darnell說,這是大多數科學家關注的SH2結構域,因為他們相信,通過阻斷這一結構域,二聚體的兩半會分開,STAT3就不能發揮它的作用。但是,盡管做了許多嘗試,科學家們仍然還沒有找到一種方法,完全阻斷SH2的相互作用。
所以,Darnell和其他研究人員,包括第一作者、實驗室的高級研究助理Claudia Mertens,決定以不同的方式處理這個問題。如果,不是試圖抑制將兩個STAT3s結合為一個二聚體的結構域,而是完全關注STAT3結構的另一個區域,結果會怎樣?由于實驗室的早期工作,連接器結構域——連接SH2和DNA結合結構域,引起了他們的特別興趣。他們認為,干擾STAT3的這個結構域,理論上可以改變其他兩個結構域,因為它與這兩者是接觸的。
Darnell和他的同事們說,這項工作表明,STAT3連接器結構域中的大量突變,似乎能阻斷轉錄因子的作用。本文共同作者、洛克菲勒大學助理教授、蛋白質和核酸化學實驗室主任Sebastian Klinge,幫助團隊確定了這些突變對STAT3結構可能產生的影響。
Darnell說:“例如,其中三個突變,使STAT3二聚體能夠與DNA結合,但防止該DNA轉錄成蛋白質合成的RNA指令,癌細胞的關鍵一步。”
Darnell指出,這些研究結果有助于鞏固靶向轉錄因子(如STAT3)在抗癌過程中的重要性。了解該蛋白質如何運作的復雜性,我們就可以利用這些信息,以一種靶向的方式來對抗癌癥。
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