Cell Rep │ 史隽课题组阐述3个全新的HDAC4酶活性底物及其在肌肉萎缩症中的重要作用

核糖去选择性蛋白质（HDAC， histone deacetylase）是肺癌药物开发设计领域的版块。在人类当中普遍存在18种完以外相同的HDAC，可以实质性细分为4类：I类HDAC（HDAC1、2、3和8）主要普遍存在于体细胞核当中，主要机制是给核糖扶亚胺。II类HDAC实质性分为：IIa类（HDAC4、5、7和9）和IIb类（HDAC6和10）。IV类HDAC11大外在脑细胞，肾和阴茎当中强调。III类HDAC与蜂蜜肽SIR2相关，使用NAD+而不是常见的蛋白质促共激活剂Zn2+。与现代的I类HDAC完以外相同，II类HDAC极为是核糖扶亚胺蛋白质。这类HDAC的官能团一区的一个重要——丝氨酸（tyrosine）被水解蛋白质（histidine）取代，因而针对核糖的扶亚胺官能团比I类HDAC低1000多倍。因此，II类HDAC被普遍相信极为是一个有活性的蛋白质，而是一个结构肽，通过建构其他肽起作用。一个流行的观点是，II类HDAC可以识别特定数列内都乙酰（lysine）的亚胺粘贴，建构上直至可以招募别的肽，比如I类HDAC当中的HDAC3。HDAC3可以包括II类HDAC遗漏的去亚胺官能团，并且还可以继续建构NCoR/SMRT基因表达共可抑制复合物，从而冲击DNA基因表达。另一个主要观点是，II类HDAC可以建构一些基因表达因子（例如myocyte enhancer factor 2， MEF2），从而可抑制这些基因表达因子调控的DNA基因表达。然而只是因为II类HDAC对核糖的官能团大大降低，就相信II类HDAC很难官能团的推论是不严谨的。质谱法系统性以外体细胞肽的亚胺粘贴发掘出有很多胺基酸都可以被亚胺简化。这些胺基酸不大外大外包括体细胞核内的肽，值得注意体细胞膜和真核生物内都的肽等。另外，细菌并很难核糖，但是在细菌内都，也发掘出有很多肽可以被亚胺粘贴。这些证词都说明了了II类HDAC很有似乎还是有官能团的，官能团是与核糖完以外相同的其他胺基酸。一个不太好的值得注意就是IIb类HDAC6的官能团之一是体细胞膜当中的微管肽。然而到目前为止，只有很少的IIa类HDAC的官能团被发掘出，大外还是通过过强调的作法证明的，极为一定是情况下的病理环境下的显然的官能团。HDAC4不属于IIa类HDAC，在豚鼠神经当中，对多种诱导身体忧退的诱发官能团后，HDAC4的强调比率亦会减小。在因为忧引起的身体忧退症当中，HDAC4在人类或者豚鼠身体当中的强调比率也亦会减小。HDAC4下半身敲除 (constitutive whole body knockout) 的豚鼠在不止生直至马上因为骨骼愈合持续性而遇害。组织性特异的HDAC4DNA敲除的豚鼠的图表推测HDAC4在情况下的病理环境下不是必须的，但是在压力或者生病的环境下，它亦会有在此之后机制。因此，实质性了解营养不良稳定状态下HDAC4的分子会抗病毒似乎亦会开辟在此之后外科手术选择。2019年10月15日，诺华医药American公司American开发设计当中心的日本史衷课题组在Cell Reports出版文中HDAC4 Controls Muscle Homeostasis through Deacetylation of Myosin Hey Chain， PGC-1α， and Hsc70的评论，通过新开发设计的引人瞩目的IIa类HDAC特异的分子会结构完以外相同物，建构DNA敲除的行为，发掘出了三个以外在此之后HDAC4蛋白质官能团：肌球肽重链 (myosin hey chain isoforms，MyHC)，PGC-1α和热激肽70 (Hsc70)，同时还系统性了HDAC4甲醇这些官能团的病理学意涵。直到现在的很多针对IIa类HDAC的研究大外是通过可抑制DNA强调的作法来充分利用的。但是DNA不强调，导致整个肽强调减少，极为能一区分这类肽作为蛋白质或者是结构性肽的机制。而目前出版的完以外相同物的HDAC官能团的分子会结构完以外相同物，例如TSA， vorinostat (也叫SAHA)， 其实都只能可抑制I类HDAC，对IIa类HDAC必需很难活性。一个由Tempero Pharmaceuticals开发的叫做叫TMP195的分子会结构，算是针对IIa类HDAC比起特异的分子会结构完以外相同物，但是它对IIa类HDAC的EC50大概在0.2 μM约，活性极为很高。为了并能愈来愈好的研究IIa类HDAC的机制，诺华American公司开发设计不止一个新颖的IIa类HDAC完以外相同物 便是 NVS-HD1，并不引人瞩目，EC50 < 1nM。NVS-HD1的选择性也很强，对于I类HDAC的EC50 都超过了1 μM。另外的两个分子会结构，NVS-HD2和NVS-HD3是同系列简化合物的早期的完以外相同物。使用这些特异的IIa类HDAC完以外相同物，建构现代的DNAknockdown 或者knockout，日本史衷课题组找到了三个HDAC4 (也似乎是别的IIa类HDAC) 的官能团。HDAC4可以去除MyHC上的亚胺。MyHC是导致身体收缩的sarcomere的主要成分。可抑制 HDAC4可以减小体人体内MyHC的比率，并且在体细胞和豚鼠当中可抑制由类固醇（dexamethasone）和脊髓遗漏引起的MyHC的胺基酸损奈何。一个2010年的报道相信神经当中HDAC4的敲除可以可抑制能裂解MyHC的E3泛素连接蛋白质MuRF1的DNA基因表达，从而防止由于去脊髓引起的身体忧退。而这篇评论揭示了一种完以外相同的机制 便是 反之亦然调控MyHC肽。HDAC4过强调亦会导致MyHC的裂解，而官能团遗漏的D840N突变体则只能。即使MuRF1过强调后，IIa类HDAC完以外相同物也足以阻扰MyHC的裂解。因而似乎的机理是，HDAC4被可抑制后，MyHC上的乙酰被选择性，所以只能被MuRF1加上泛素，也就不亦会被泛素肽体系统裂解。MyHC是神经当中的重要肽，保持MyHC的肽比率就可以防止身体忧退，并且保持身体收缩机制。相似的机理也适用于HDAC4的另一个官能团 便是 PGC-1α。在身体特异性PGC-1α转DNA豚鼠当中，PGC-1α的mRNA减小了> 10倍，而胺基酸大外减小？3倍，外状况是PGC-1α亦会被马上裂解（t1/2？15分钟）。NVS-HD1不大外可以在体细胞当中而且可以在大鼠当中减小PGC-1α肽水准，却不显着冲击PGC-1α mRNA水准。NVS-HD1减小的PGC-1α胺基酸的比率也是？3倍，和转DNA豚鼠完以外相同。在奈何脊髓的豚鼠身体当中，即使PGC-1α mRNA水准相对来说降低，HDAC4敲除或IIa类HDAC完以外相同物也能阻扰PGC-1α肽的减少。可抑制所有的 IIa类HDAC比单独的HDAC4遗漏优点愈来愈相对来说，与体人体内观察到的PGC-1α可以和所有的IIa类HDAC（I类HDAC就让）反之亦然建构的结果相符合，说明了了IIa类HDAC彼此间可以互补作用。PGC-1α是代谢和真核生物产生通路当中的重要基因表达共激活因子。过强调PGC-1α的豚鼠发挥不止加强的真核生物机制，完以外相同于运动后的变简化。因此NVS-HD1似乎在真核生物营养不良或者其他代谢营养不良当中体现重要的作用。这篇评论也发掘出HDAC4可以和Hsc70反之亦然建构，并且可以除去Hsc70的第128位乙酰的亚胺粘贴。当HDAC4的官能团被可抑制直至，选择性的Hsc70就只能不太好的建构类固醇的受体。但是只有与Hsc70和Hsp90建构的类固醇的受体，才是被完以外激活的可以建构类固醇的稳定状态。因而IIa类HDAC完以外相同物可以可抑制类固醇和受体建构，从而防止由它引起的身体忧退。Hsc70是许多客户肽无权情况下机制所必需的分子会异性，因此其他重要途径也似乎受HDAC4的调节。除此以外，这篇评论还发掘出HDAC3，MEF2极为能和HDAC4反之亦然建构。IIa类HDAC完以外相同物也并很难冲击MEF2调控的DNA的强调。直到现在提不止的IIa类HDAC作为结构性肽的工作机理似乎在神经当中极为正确。原始不止处:M.Cadena1,JiangZhu1,ChikwenduIbebunjo1,et al.HDAC4 Controls Muscle Homeostasis through Deacetylation of Myosin Hey Chain, PGC-1α, and Hsc70Author links open overlay panel.ce11 rep.Volume 29, Issue 3, 15 October 2019, Pages 749-763.e12