Nat.Chem.Biol.| 通过靶向NONO的小分子重塑致癌转录组

大家好，今天给大家分享的是2023年1月发表在Nature Chemical Biology上的一篇文章，题目为Remodeling oncogenic transcriptomes by small molecules targeting NONO.

作者介绍

本文的通讯作者是斯克里普斯研究所化学系Benjamin F. Cravatt教授，他的研究方向主要集中在探索了人类生理和病理进程中蛋白质的作用和机理，并利用这些知识来开发新的治疗靶点和药物。具体而言，Cravatt教授的研究涉及许多方面，包括蛋白酶学、脂类体系、大规模蛋白质分析、化学生物学、结构生物学等。他以其对蛋白质功能的深度洞察和卓越贡献，在化学生物学领域取得了广泛的认可和声誉。

Cravatt, Benjamin F.教授

背景介绍

蛋白质的翻译需要通过mRNA转录后进行剪接、转运和修饰等多个步骤来调控，每个步骤都受RNA结合蛋白（RBPs）的作用控制，因此RBPs在人类生理和疾病中发挥着重要作用。NONO是RNA和DNA结合蛋白家族DBHS的成员之一，可以参与基因调控的不同步骤。雄激素受体（AR）是前列腺癌的主要驱动因素，NONO可以通过与AR mRNA作用使AR蛋白表达，导致前列腺癌的发生。本研究团队在文章中发现了一种亲电小分子，可以快速、立体选择性地降低前列腺癌细胞中编码雄激素受体及其剪接变体的转录本表达。

抑制AR表达的亲电化合物

在对约500个含有半胱氨酸定向反应基团的亲电化合物进行筛选后，作者团队发现了一些化合物(如哌嗪氯乙酰胺B21及其结构类似物)能够抑制22Rv1细胞中AR-FL和AR-V7的转录和蛋白质表达。如图1所示，这些化合物作用的模式涉及立体选择性的降低AR mRNA 的含量。

图1发现前列腺癌细胞中消耗AR mRNA和蛋白质的亲电化合物

AR抑制化合物与NONO的C145结合

下一步，研究者采用化学蛋白质组学的方法来鉴定活性化合物的蛋白质靶点，并发现仅有非编码核糖核酸结合蛋白C145(NONO C145)被活性化合物选择性结合(见图2a)。通过比较人源和小鼠源的DNA结合酶下游基因转录启动因子（DBHS）蛋白C145的序列，发现C145是NONO所独有的(见图2b)。作者敲除了NONO并得到sgNONO细胞，结果发现活性化合物对睾丸激素受体的抑制作用消失(见图2d)，随后作者进一步验证是通过NONO C145的共价修饰机制发挥作用，这一发现经NONO的基因敲除而得到确认，而非人为复制的结果(见图2g)。综上所述，活性化合物通过依赖于NONO C145共价修饰的机制促进睾丸激素受体功能丧失，而这种机制可以被NONO基因破坏所阻止。