Cell Rep │ 史隽课题组揭示3个全新的HDAC4酶活性底物及其在肌肉萎缩症中的重要主导作用

组抗原去乙酰所谓蛋白（HDAC， histone deacetylase）是癌症药物生产领域的热点。在生物中的面实际上18种各不相同的HDAC，可以必要性细划分4类：I类HDAC（HDAC1、2、3和8）主要实际上于细胞器中的面，主要机能是给组抗原扯羧酸。II类HDAC必要性划分：IIa类（HDAC4、5、7和9）和IIb类（HDAC6和10）。IV类HDAC11均在脑，大肠和睾丸中的面传达。III类HDAC与酵母抗原SIR2之外，使用NAD+而不是中用的蛋白促共激活剂Zn2+。与传统的I类HDAC各不相同，II类HDAC并不一定是组抗原扯羧酸蛋白。这类HDAC的蛋白活性区的一个极其重要——酪氨酸（tyrosine）被酪氨酸（histidine）代替，因而针对组抗原的扯羧酸蛋白活性比I类HDAC低1000多倍。因此，II类HDAC被公认并不一定是一个有活性的蛋白，而是一个结构抗原，通过相结合其他抗原起起到。一个流行的分析方法是，II类HDAC可以识别特定核酸中的酪氨酸（lysine）的羧酸省略，相结合上之后可以招聘别的抗原，比如I类HDAC中的面的HDAC3。HDAC3可以备有II类HDAC局限性的去羧酸蛋白活性，并且还可以在此期间相结合NCoR/SMRT核苷酸共消除复合体，从而严重影响遗传核苷酸。另一个主要分析方法是，II类HDAC可以相结合一些核苷酸遗传物质（例如myocyte enhancer factor 2， MEF2），从而消除这些核苷酸遗传物质调控的遗传核苷酸。然而只是因为II类HDAC对组抗原的蛋白活性大幅提高，就相信II类HDAC无法蛋白活性的推测是不系统所谓的。质谱分析全部都是细胞抗原的羧酸省略断定有很多抗原质都可以被羧酸所谓。这些抗原质不均均除此以外细胞器内的抗原，还除此以外细胞器和细胞器中的的抗原等。另外，病菌并无法组抗原，但是在病菌中的，也断定有很多抗原可以被羧酸省略。这些证明都只不过了II类HDAC很有似乎还是有蛋白活性的，丝氨酸是与组抗原各不相同的其他抗原质。一个极佳的例子就是IIb类HDAC6的丝氨酸之一是细胞器中的面的微管抗原。然而到目前为止，只有很少的IIa类HDAC的丝氨酸被断定，几乎还是通过过传达的新方法证明的，不一定是经常性的生理自然环境下的真正的丝氨酸。HDAC4总称IIa类HDAC，在血清骨骼肌中的面，对多种诱导身体停滞的冲动反应后，HDAC4的传达量亦会增大。在因为而复引起的身体停滞症中的面，HDAC4在生物或者血清身体中的面的传达量也亦会增大。HDAC4全部都是身敲除 (constitutive whole body knockout) 的血清在显现出生地之后之后因为骨骼发育显现出现异常而死亡。总括特异的HDAC4遗传敲除的血清的资料结果显示HDAC4在经常性的生理自然环境下不是必须的，但是在压力或者年老的自然环境下，它亦会有属于自己机能。因此，必要性认识营养不良稳定状态下HDAC4的多肽贝克曼似乎亦会开辟属于自己化疗必需。2019年10月15日，特为制剂日本公司英美两国生产中的面心的史恢课题组在Cell Reports撰写题为HDAC4 Controls Muscle Homeostasis through Deacetylation of Myosin Hey Chain， PGC-1α， and Hsc70的文章，通过新生产的强效的IIa类HDAC特异的小多肽蛋白消除剂，相结合遗传敲除的策略，断定了三个全部都是属于自己HDAC4蛋白丝氨酸：肌球抗原重链 (myosin hey chain isoforms，MyHC)，PGC-1α和热激抗原70 (Hsc70)，同时还分析了HDAC4催所谓这些丝氨酸的生理学意味。以前的很多针对IIa类HDAC的研究几乎是通过消除遗传传达的新方法来实现的。但是遗传不传达，造成整个抗原传达下降，并不一定用辨别这类抗原作为蛋白或者是机能性抗原的机能。而目前撰写的曾三度的HDAC蛋白活性的小多肽蛋白消除剂，例如TSA， vorinostat (也叫SAHA)， 或许都只能消除I类HDAC，对IIa类HDAC基本无法活性。一个由Tempero Pharmaceuticals合作开发的叫做叫TMP195的小多肽，称得上针对IIa类HDAC来得特异的小多肽蛋白消除剂，但是它对IIa类HDAC的EC50大约在0.2 μM左右，活性并不一定很高。为了需要更加好的研究IIa类HDAC的机能，特为日本公司生产显现出一个独特的IIa类HDAC蛋白消除剂 -- NVS-HD1，非常强效，EC50 < 1nM。NVS-HD1的必需性也很强，对于I类HDAC的EC50 都超过了1 μM。另外的两个小多肽，NVS-HD2和NVS-HD3是同系列所谓合物的早期的蛋白消除剂。使用这些特异的IIa类HDAC蛋白消除剂，相结合传统的遗传knockdown 或者knockout，史恢课题组找到了三个HDAC4 (也似乎是别的IIa类HDAC) 的丝氨酸。HDAC4可以去除MyHC上的羧酸。MyHC是造成身体收缩的sarcomere的主要成分。消除 HDAC4可以增大细胞内MyHC的量，并且在细胞和血清中的面消除由抗生素（dexamethasone）和神经局限性引起的MyHC的抗原质损失。一个2010年的报道相信骨骼肌中的面HDAC4的敲除可以消除能交联MyHC的E3泛素连接蛋白MuRF1的遗传核苷酸，从而预防由于去神经引起的身体停滞。而这文中揭示了一种各不相同的机制 -- 从外部调控MyHC抗原。HDAC4过传达亦会造成MyHC的交联，而蛋白活性局限性的D840N突变体则不用。即使MuRF1过传达后，IIa类HDAC蛋白消除剂也足以阻扰MyHC的交联。因而似乎的分子结构是，HDAC4被消除后，MyHC上的酪氨酸被乙酰所谓，所以不用被MuRF1加上泛素，也就不亦会被泛素抗原体系统交联。MyHC是骨骼肌中的面的极其重要抗原，保持MyHC的抗原量就可以预防身体停滞，并且保持身体收缩机能。相似的分子结构也适用于HDAC4的另一个丝氨酸 -- PGC-1α。在身体特异性PGC-1α转遗传血清中的面，PGC-1α的mRNA增大了> 10倍，而抗原质均增大？3倍，部分原因是PGC-1α亦会被之后交联（t1/2？15分钟）。NVS-HD1不均可以在细胞中的面而且可以在豚鼠中的面增大PGC-1α抗原水准，却不显着严重影响PGC-1α mRNA水准。NVS-HD1增大的PGC-1α抗原质的量也是？3倍，和转遗传血清值得注意。在失神经的血清身体中的面，即使PGC-1α mRNA水准有所增加，HDAC4敲除或IIa类HDAC蛋白消除剂也能阻扰PGC-1α抗原的下降。消除所有的 IIa类HDAC比实际上的HDAC4局限性效果更加突出，与细胞内观察到的PGC-1α可以和所有的IIa类HDAC（I类HDAC不行）从外部相结合的结果相符合，只不过了IIa类HDAC中间可以互补起到。PGC-1α是新陈代谢和细胞器造成了闭环中的面的极其重要核苷酸共激活遗传物质。过传达PGC-1α的血清展示出显现出更佳的细胞器机能，值得注意于运动后的变所谓。因此NVS-HD1似乎在细胞器营养不良或者其他新陈代谢营养不良中的面发挥极其重要的起到。这文中也断定HDAC4可以和Hsc70从外部相结合，并且可以去掉Hsc70的第128位酪氨酸的羧酸省略。当HDAC4的蛋白活性被消除之后，乙酰所谓的Hsc70就不用极佳的相结合抗生素的酶。但是只有与Hsc70和Hsp90相结合的抗生素的酶，才是被全部都是然激活的可以相结合抗生素的稳定状态。因而IIa类HDAC蛋白消除剂可以消除抗生素和酶相结合，从而预防由它引起的身体停滞。Hsc70是许多客户抗原有权经常性机能所需要的多肽伴侣，因此其他极其重要途径也似乎受HDAC4的调节。除此以外，这文中还断定HDAC3，MEF2并不一定用和HDAC4从外部相结合。IIa类HDAC蛋白消除剂也并无法严重影响MEF2调控的遗传的传达。以前提显现出的IIa类HDAC作为机能性抗原的工作分子结构也许在骨骼肌中的面并不一定正确地。早期显现出处: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