今天分享一篇发表在JACS上的文章：Engineering Bioactive Dimeric Transcription Factor Analogs via Palladium Rebound Reagents，通讯作者是来自麻省理工学院的Bradley L. Pentelute教授，他们课题组的研究方向是蛋白化学修饰，多肽类型配体的发现，以及生物大分子的流动合成与细胞递送。
Myc基因是一种重要的原癌基因，它编码的转录因子Myc被发现在50%的癌症细胞中均过度表达，异常表达的Myc在细胞核内与另一种转录因子Max形成异源二聚体，进而可被DNA上的E-box(enhance box)识别，启动多种与细胞增殖等过程相关的基因转录，最终造成异常的细胞增殖。转录因子Max除了能够与Myc结合启动转录外，同源二聚的Max可与Max/Myc复合物竞争结合DNA底物，进而抑制Myc下游的转录过程。由于Myc缺乏与小分子结合的口袋，靶向Myc的药物往往选择性差，结合能力弱，此前也有报道利用体外合成的二硫键等共价连接的Max同源二聚体来竞争性地抑制Myc通路，然而由于连接用到的化学键在生理条件下不稳定，难以用于细胞内的研究，因此本文作者希望利用钯氧化加成复合物来合成更为稳定的Max同源二聚体，从而用于Myc通路相关的研究。
他们利用此前开发的流动多肽合成技术合成了C端带有额外一个Cys的Max，Myc以及一个工程化后的Myc类似物OmoMyc，通过与其DNA底物进行孵育，再用凝胶上的迁移证实了Max和OmoMyc的同源二聚体均能结合DNA，且与此前的报道一致，Myc的二聚体不具有结合DNA的能力。为了合成不同的二聚体蛋白，他们利用一种二价钯氧化加成复合物与单体进行反应，被巯基取代下的钯可再对芳-碘键进行一次氧化加成，进而连接上另一个巯基，第一步氧化加成后得到的中间产物可以先被分离出再进行下一步反应，因此他们能够合成两种不同单体形成的异源二聚体。
经过对多种同源二聚体和异源二聚体进行凝胶迁移实验分析，他们发现Myc-Myc以及OmoMyc-OmoMyc均没有结合DNA的能力，剩余几种二聚体的结合能力各有不同，其中Max-Max的结合能力最强，为50 ± 11 nM，说明他们合成的稳定共价键连接的Max-Max能够作为有效的Myc拮抗剂。此外，他们合成的Max-Max在PBS以及血清中均具有一定的稳定性，能够用于活细胞水平上的研究。
考虑到二聚化的Max具有两个带正电的N端loop结构，作者推测Max-Max具有一定的跨膜能力，通过对标记有荧光的Max-Max进行共聚焦成像，他们发现在Hela细胞内随着加入蛋白浓度的提高出现了对应的荧光信号上升，说明Max-Max本身具有跨膜能力。为了测试进入细胞的Max-Max能否作为Myc的拮抗剂进而抑制细胞增殖，作者在Hela，A549，H441三种细胞系上测试了Max-Max的活性，发现在Myc水平较高的Hela中EC50为6μM，而在Myc水平较低的另外两种细胞中EC50为19μM，这也与Max-Max抑制Myc通路来抑制增殖是吻合的。
总之，这篇文章利用钯氧化加成复合物合成了以稳定共价键连接的Max和Myc转录因子的多种同源/异源二聚体，并发现Max-Max可作为有效的Myc拮抗剂。
本文作者：LDY
责任编辑：LYP
原文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c05666
原文引用：DOI：10.1021/jacs.1c05666
