- abstract
- introducere
- Activitatea nonenomică a RXR și apoptoza
- Efectul nongenomic al RXRa și al inflamației
- Efectul non-nomomic al căii de supraviețuire RXR și PI3K/AKT
- Noi site-uri de legare a suprafeței RXRα ca site-uri alternative de direcționare
- Concluzii și perspective
- abrevieri
- trepte
- Banca de date cu proteine
abstract
Structura RXRa, homo- și hetero-dimerizare și efect ligand. (A). Reprezentarea schematică a RXRa. (B). Structuri heterodimer, homodimer și tetramer RXRα. Heterodimer stâng RXRa-LBD/PPARγ, cod PDB 1FM9. Homodimer mediu holo-RXRa-LBD, cod PDB 1MZN. Tetramer dreapta holo-RXRa-LBD, cod PDB 4N8R. (C). Structura apo-RXRα și a holo-RXRα. Conformație monomerică stângă în structură apotetramerică, cod PDB 1G1U. Dreapta, RXRα-LBD complexat cu agonist CD3254 și coactivator GRIP1, cod PDB 3FUG.
Imagine la dimensiune completă
- Descărcați un diapozitiv PowerPoint
Imagine la dimensiune completă
- Descărcați un diapozitiv PowerPoint
Natura proeminentă a RXRα a atribuit unele efecte secundare nedorite 2, 3, 4, 6 rexinoizilor care împiedică dezvoltarea lor ulterioară. Prin urmare, există o nevoie urgentă de a analiza căile de semnalizare RXRα și de a identifica și dezvolta noi modulatori RXRα care au proprietăți unice și indici terapeutici îmbunătățiți. În această revizuire, ne concentrăm asupra activității non-nominale a RXRα și subliniem progresele recente în acest domeniu, cu accent pe acțiunea 21 tRXRα și modularea RXRα, vizând site-uri de legare alternative pe suprafața sa 56, 57 .
Activitatea nonenomică a RXR și apoptoza
Apoptoza, moartea celulară programată, joacă un rol central atât în dezvoltare, cât și în homeostazie, eliminând celulele redundante și asigurând supraviețuirea celulelor care au migrat către țintele corecte 58. Reglarea anormală a apoptozei care rezultă din anomalii genetice și/sau starea persistentă a bolii contribuie la dezvoltarea și progresia multor tipuri de cancer și boli umane, precum tulburări autoimune și neurologice, boli inflamatorii, obezitate, diabet de tip 2 și ateroscleroză. Apoptoza apare fie după apariția receptorilor de moarte de la suprafața celulară (calea externă), fie după eșecul mitocondrial (calea internă) 58. Calea intrinsecă este inițiată prin eliberarea factorilor apoptogeni, cum ar fi citocromul c, din mitocondrii, în timp ce calea extrinsecă implică activarea inițierii caspazei-8 prin stimularea receptorilor letali ai superfamiliei receptorului factorului de necroză tumorală (TNF).
Acțiuni nongenomice ale RXRα. TRXRα citoplasmatic reglează supraviețuirea celulară, inflamația și apoptoza prin interacțiunea sa cu subunitatea p85a PI3K sau factori nedefiniți asociați cu TNF-R1. În plus, RXRα poate viza mitocondriile prin heterodimerizare cu Nur77 pentru a modula apoptoza mitocondrială dependentă.
Imagine la dimensiune completă
- Descărcați un diapozitiv PowerPoint
Efectul nongenomic al RXRa și al inflamației
Mecanismele prin care RXRα și liganzii săi modulează inflamația și imunitatea rămân o întrebare importantă fără răspuns, care este în prezent investigată activ. Efectele genomice și nongenomice ale RXRα ar putea fi responsabile pentru modularea inflamației sale în macrofage și alte tipuri de celule. În acțiunea genomică, cele mai eficiente efecte antiinflamatorii ale RXRα par a fi rezultatul interacțiunilor proteină-proteină dintre RXRα și factorii de transcripție proinflamatori, în special NF-κB și AP-1, printr-un mecanism de transrepresie care a fost investigat în altă parte. în anii 1990. Mecanismele nonenomice ale RXRα pot include inhibarea activării/fosforilării JNK și fosforilării ulterioare c-iunie 91. Interesant este că localizarea subcelulară a RXRα se modifică ca răspuns la inflamația 17, 45. LPS modifică localizarea subcelulară a RXRα la animale 17, în timp ce RXRα suferă un export nuclear rapid ca răspuns la IL-1β în celulele de hepatom 18. Efectul este rapid, apare în decurs de 30 de minute după expunerea la IL-1β și este probabil datorat fosforilării RXRα de către JNK și prin procesul de export nuclear mediate de CRM-1 18. IL-1β, IL-6 și TNFα modifică, de asemenea, distribuția intracelulară a RXR în celulele Schwann, care apare atunci când celulele sunt expuse la o citokină doar 5 minute 45 .
Descoperirea noastră recentă că TNF poate induce localizarea citoplasmatică a tRXRα evidențiază importanța efectului citoplasmatic al tRXRα în reglarea inflamației (Figura 3). După cum sa menționat mai sus, TNFα este o citokină care induce nu numai căile apoptotice externe și PI3K/AKT, ci și căile inflamatorii ale NF-κB și AP-1. În acest sens, receptorul TNFα-1 (TNF-R1) primește factorul 2 asociat cu receptorul TNF (TRAF-2) și proteinele care interacționează cu proteinele (RIP) kinază, ducând la inițierea căilor care culminează cu activarea factorilor de transcripție NF -κB, c -Jun, c-Fos și ATF-2 prin activarea diferitelor kinaze, inclusiv IKB kinază (IKK) și MAPK. Aceste căi controlează expresia inductibilă a genelor importante pentru inflamație. Rămâne de văzut dacă tRXRα sau alte forme de RXRα sunt direct implicate în activarea și reglarea pneumoniei. Interesant este faptul că inducerea TNFα a răspunsurilor dependente de tRXRα inhibă Sulindac, care este utilizat în prezent pentru tratarea inflamației, sugerând că medicamentul își poate exercita efectele antiinflamatorii vizând calea tRXRα.
Efect non-nomomic al căii de supraviețuire RXR și PI3K/AKT
Rolul activării PI3K/AKT în oncogeneza și rezistența la medicamente a fost confirmat de mai multe studii care demonstrează că aberațiile din această cale sunt cauzele potențiale ale transformării celulare, tulburări metabolice și boli neurodegenerative, precum și rezistența la medicamente 92. Prin urmare, pista sa axat în mare parte pe dezvoltarea de medicamente împotriva cancerului și a bolilor conexe și pe depășirea rezistenței la medicamente. Cu toate acestea, strategiile actuale de direcționare care se bazează pe inhibarea directă a activităților PI3K/AKT au cauzat evenimente adverse grave și au fost până acum limitate la studii preclinice și clinice din cauza toxicității și lipsei de selectivitate. Astfel, identificarea moleculelor cheie implicate în activarea aberantă a căii PI3K/AKT va oferi noi strategii pentru dezvoltarea medicamentelor.
TNFα controlează diferite evenimente celulare, cum ar fi supraviețuirea și moartea celulelor, care determină soarta celulelor canceroase 75. Deși TNFα este capabil să inducă apoptoza celulelor canceroase prin mecanisme dependente de receptorii de moarte, un astfel de efect este adesea antagonizat de funcția de supraviețuire intrinsecă a TNFα prin activarea căii 75 NF-κB și PI3K/AKT. Deoarece TNFα este produs de celulele maligne sau gazdă din microambientul tumorii, dar nu și din celulele normale, există un mare interes în dezvoltarea de strategii pentru a schimba semnalizarea TNFα de la supraviețuire la moarte. Sulindac și analogii săi K-80003 și K-8008 se pot lega de tRXRα pentru a inhiba interacțiunea indusă de TNFα a tRXRα cu activarea p85α și PI3K/AKT, ducând la activarea căii apoptotice dependente de TNFα 21. Astfel, legarea tRXRα cu Sulindac și analogii săi ar putea converti semnalizarea TNFα de la supraviețuire la moarte. Se așteaptă ca mulți modulatori RXRα să-și exercite efectul terapeutic prin vizarea acestei căi.
Noi site-uri de legare a suprafeței RXRα ca site-uri de direcționare alternative
Site-uri alternative pe suprafața RXRα. (A) Compusul 23 identificat recent legat de un regulator de legare a canelurilor pe modelul de andocare RXRα. (B) Sit de legare K-8008 nou identificat, cod PDB 4N8R.
Imagine la dimensiune completă
- Descărcați un diapozitiv PowerPoint
În plus față de canelura de legare a regulatorului, a fost identificat un alt loc de legare alternativ pe suprafața RXRα. Structura noastră cristalină recent determinată a RXRα LBD în complex cu analogii Sulindac K-8008 sau K-8012 57 demonstrează existența unui site de legare distinct. Structura complexă există ca un homo-tetramer necristalografic similar cu apo-homotetramerul descris anterior 11, 13, în care fundurile 2 ale homodimerilor sunt legate pentru a forma un tetramer (Figura 4B). Într-un tetramer, 2 molecule K-8008 se leagă de un singur homotetramer într-o regiune hidrofobă care este aproape de intrarea și marginea unui LBP 57 înrudit. Regiunea de legare K-8008 este aproape de interfața dimer-dimer și nu se suprapune cu regiunea de legare 9-cis -RA. Pentru LBD-urile RXRα monomerice și dimerice, regiunea de legare K-8008 este localizată pe suprafața moleculelor RXRα. S-a demonstrat că RXRα formează homotetrameri într-o soluție care este silențios transcripțional, dar la legarea agoniștilor sau a antagoniștilor 11, 12, 13, se disociază rapid în homodimeri activi. Prin urmare, este interesant faptul că K-8008, un antagonist RXRα, se leagă de noua regiune și că legarea nu are ca rezultat disocierea tetramerului, similar legării dantron 100. Baza structurală a legării K-8008 sugerează că tetramerizarea RXRα este un mecanism cheie pentru reglarea efectelor nongenomice ale RXR.
Concluzii și perspective
abrevieri
RXRα, receptorul-alfa al retinoidului X; tRXRα, receptor alfa retinoid trunchiat X; PI3K, fosfatidilinozitol 3-kinază; AINS, medicament antiinflamator nesteroidian; LBD, domeniu de legare a ligandului; LBP, buzunar de legare a ligandului; RAR, receptor de acid retinoic; T3R, receptor hormon tiroidian; VDR, receptor de vitamina D; PPAR, receptor activat de proliferatorul peroxizomului; LXR, receptorul ficatului X; FXR, receptorul farnesoid X; RA, acid retinoic; DHA, acid docosahexaenoic; TZD, tiazolidindionă; Aβ, β-amiloid; TNF, factor de necroză tumorală; IGFBP, proteină de legare a factorului de creștere asemănător insulinei; MAPK, proteina kinază activată cu mitogen; NGF, factor de creștere a nervilor; TRADD, domeniul de deces asociat cu receptorul TNF; FADD, domeniul decesului asociat cu Fas; TNF-R1, receptor TNFa-1; JNK, kinază c-iunie N-terminală; LPS, lipopolizaharidă; GSK-3β, glicogen sintaz kinaza 3 beta.