Inhibarea activității fosfatazei tirozinei SHP2 și SHP1 prin dimerizare indusă chimic

Rezumat

Fosfatazele tirozinei (PTP), enzimele care catalizează defosforilarea reziduurilor de fosfotirosină, sunt regulatori importanți ai semnalizării celulare la mamifere, iar activitatea lor este dereglată în numeroase boli umane. Fosfatazele PTP sunt, de asemenea, notoriu de dificil de modulată selectiv cu molecule mici, iar până în prezent au fost dezvoltate relativ puține instrumente de tip moleculă mică care să controleze activitatea lor în contextul căilor de semnalizare complexe.

În acest studiu, demonstrăm că un inductor chimic al dimerizării (CID) poate fi utilizat pentru a inhiba selectiv și eficient variante ale fosfatazei PTP SHP2 (conținând domenii Src-homology-2) care au fost modificate pentru a conține domenii de dimerizare. Strategia noastră s-a inspirat din mecanismul natural de reglare al SHP2, în care activitatea catalitică a domeniului PTP este autoinhibată printr-o interacțiune intramoleculară cu domeniul SH2 N-terminal (N-SH2) al proteinei.

Am reconfigurat această interacțiune inhibitorie să funcționeze intermolecular, prin fuzionarea separată a domeniilor catalitic și N-SH2 ale SHP2 cu domenii proteice care formează heterodimeri în prezența CID-ului rapamicina. Arătăm că dimerizarea proteică indusă de rapamicină duce la o inhibare puternică a activității catalitice a SHP2, efect generat de apropierea crescută între domeniile catalitic și N-SH2.

De asemenea, demonstrăm că această inhibare bazată pe CID poate fi aplicată unui mutant oncogenic al SHP2 cu câștig de funcție (E76K SHP2), precum și domeniului catalitic al celui mai apropiat homolog al SHP2, SHP1.

În concluzie, inhibarea activității PTP prin dimerizare indusă chimic reprezintă un instrument versatil pentru blocarea formelor dimerizabile ale fosfatazelor SHP și propune un nou model de inhibare selectivă a PTP-urilor prin interacțiuni proteice inductibile.