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起着

组细胞去烷基化蛋白（HDAC， histone deacetylase）是肝癌制剂开发设计层面的热点。在生命中所不存在18种各有不同的HDAC，可以进一步再分为4类：I类HDAC（HDAC1、2、3和8）主要不存在于真核细胞中所，主要最初功能是给组细胞干丝氨酸。II类HDAC进一步分为：IIa类（HDAC4、5、7和9）和IIb类（HDAC6和10）。IV类HDAC11至少在脑部，小肠和阴茎中所隐含。III类HDAC与酵母细胞SIR2方面，使用NAD+而不是常用的蛋白促合共激活剂Zn2+。与传统的I类HDAC各有不同，II类HDAC未必是组细胞干丝氨酸蛋白。这类HDAC的蛋白活性区的一个不可忽视——酪氨酸（tyrosine）被组氨酸（histidine）取代，因而针对组细胞的干丝氨酸蛋白活性比I类HDAC极低1000多倍。因此，II类HDAC被普遍认为未必是一个有活性的蛋白，而是一个在结构上细胞，通过转化其他细胞起起到。一个风靡一时的概念是，II类HDAC可以识别特定碱基内都赖氨酸（lysine）的丝氨酸；也，转化上直至可以召募别的细胞，比如I类HDAC中所的HDAC3。HDAC3可以提供II类HDAC有缺陷的去丝氨酸蛋白活性，并且还可以此后转化NCoR/SMRT磷酸化合共减缓蛋白质，从而必要影响基因组磷酸化。另一个主要概念是，II类HDAC可以转化一些磷酸化因子（例如myocyte enhancer factor 2， MEF2），从而减缓这些磷酸化因子诱导的基因组磷酸化。然而只是因为II类HDAC对组细胞的蛋白活性很极低，就认为II类HDAC很难蛋白活性的推论是不严谨的。质谱系统性正因如此细胞细胞的丝氨酸；也断定有很多细胞质都可以被丝氨酸化。这些细胞质不至少至少包括真核细胞内的细胞，还包括细胞质和线粒体内都的细胞等。另外，菌株并很难组细胞，但是在菌株内都，也断定有很多细胞可以被丝氨酸；也。这些证据都暗示了II类HDAC很有不太可能还是有蛋白活性的，催化是与组细胞各有不同的其他细胞质。一个比较好的例子就是IIb类HDAC6的催化之一是细胞质中所的肌动蛋白细胞。然而到即便如此，只有很少的IIa类HDAC的催化被断定，大一小还是通过过隐含的方法证明的，未必一定是长时间的生态环境因素生态环境下的真正的催化。HDAC4仅指IIa类HDAC，在人体内四肢肌中所，对多种诱导肌肉组织萎缩的兴奋催化后，HDAC4的隐含使用量会缩减。在因为大变惹来的肌肉组织萎缩症中所，HDAC4在生命或者人体内肌肉组织中所的隐含使用量也会缩减。HDAC4正因如此身敲除 (constitutive whole body knockout) 的人体内在单单生直至很快因为四肢发育异常而致死。组织起来特异的HDAC4基因组敲除的人体内的数据揭示HDAC4在长时间的生态环境因素生态环境下不是必须的，但是在阻碍或者生病的生态环境下，它会有最初的最初功能。因此，进一步了解结核病状况下HDAC4的分子会靶标不太有可能开辟最初的治疗法选择。2019年10同年15日，帕利制药公司旧金山开发设计中所心的日本史恢课题组在Cell Reports公开发表篇文章HDAC4 Controls Muscle Homeostasis through Deacetylation of Myosin Hey Chain， PGC-1α， and Hsc70的文章，通过最初开发设计的可抑制的IIa类HDAC特异的多肽会减缓剂，转化基因组敲除的手段，断定了三个正因如此最初的HDAC4蛋白催化：肌球细胞重链 (myosin hey chain isoforms，MyHC)，PGC-1α和热激细胞70 (Hsc70)，同时还系统性了HDAC4催化这些催化的生态环境因素学意义。从前的很多针对IIa类HDAC的研究大一小是通过减缓基因组隐含的方法来实现的。但是基因组不隐含，导致整个细胞隐含降极低，未必能区分这类细胞作为蛋白或者是机械性细胞的最初功能。而迄今公开发表的广谱的HDAC蛋白活性的多肽会减缓剂，例如TSA， vorinostat (也叫SAHA)， 本来都才会减缓I类HDAC，对IIa类HDAC基本上很难活性。一个由Tempero Pharmaceuticals开发的叫做叫TMP195的多肽会，算是针对IIa类HDAC相比较特异的多肽会减缓剂，但是它对IIa类HDAC的EC50大约在0.2 μM左右，活性未必较极低。为了都能更好的研究IIa类HDAC的最初功能，帕利公司开发设计单单一个最初颖的IIa类HDAC减缓剂 ---- NVS-HD1，非常可抑制，EC50 < 1nM。NVS-HD1的选择性也很强，对于I类HDAC的EC50 都超过了1 μM。另外的两个多肽会，NVS-HD2和NVS-HD3是同系列化合物的早期的减缓剂。使用这些特异的IIa类HDAC减缓剂，转化传统的基因组knockdown 或者knockout，日本史恢课题组找到了三个HDAC4 (也不太可能是别的IIa类HDAC) 的催化。HDAC4可以去除MyHC上的丝氨酸。MyHC是导致肌肉组织收缩的sarcomere的主要成分。减缓 HDAC4可以缩减细胞内MyHC的使用量，并且在细胞和人体内中所减缓由用药（dexamethasone）和神经有缺陷惹来的MyHC的细胞质损绝。一个2010年的报道认为四肢肌中所HDAC4的敲除可以减缓能副产物MyHC的E3泛素连接蛋白MuRF1的基因组磷酸化，从而传染病由于去神经惹来的肌肉组织萎缩。而这篇文章揭示了一种各有不同的机制 ---- 必要诱导MyHC细胞。HDAC4过隐含会导致MyHC的副产物，而蛋白活性有缺陷的D840N突变体则不用。即使MuRF1过隐含后，IIa类HDAC减缓剂也足以阻挠MyHC的副产物。因而不太可能的中间体是，HDAC4被减缓后，MyHC上的赖氨酸被烷基化，所以不用被MuRF1加上泛素，也就不会被泛素细胞体系统副产物。MyHC是四肢肌中所的不可忽视细胞，保持MyHC的细胞使用量就可以传染病肌肉组织萎缩，并且保持肌肉组织收缩最初功能。相似的中间体也适用于HDAC4的另一个催化 ---- PGC-1α。在肌肉组织特异性PGC-1α转基因组人体内中所，PGC-1α的mRNA缩减了> 10倍，而细胞质至少缩减？3倍，一小理由是PGC-1α会被很快副产物（t1/2？15分钟）。NVS-HD1不至少可以在细胞中所而且可以在果蝇中所缩减PGC-1α细胞素质，却不显着必要影响PGC-1α mRNA素质。NVS-HD1缩减的PGC-1α细胞质的使用量也是？3倍，和转基因组人体内类似。在绝神经的人体内肌肉组织中所，即使PGC-1α mRNA素质突出降极低，HDAC4敲除或IIa类HDAC减缓剂也能阻挠PGC-1α细胞的降极低。减缓所有的 IIa类HDAC比单独的HDAC4有缺陷精准度更突出，与细胞内捕捉到到的PGC-1α可以和所有的IIa类HDAC（I类HDAC不行）必要转化的结果相符合，暗示了IIa类HDAC之间可以互补起到。PGC-1α是代谢和线粒体激发通路中所的不可忽视磷酸化合共激活因子。过隐含PGC-1α的人体内表现单单改善的线粒体最初功能，类似运动后的转变。因此NVS-HD1不太可能在线粒体结核病或者其他代谢结核病中所把握不可忽视的起到。这篇文章也断定HDAC4可以和Hsc70必要转化，并且可以去掉Hsc70的第128位赖氨酸的丝氨酸；也。当HDAC4的蛋白活性被减缓直至，烷基化的Hsc70就不用比较好的转化用药的介导。但是只有与Hsc70和Hsp90转化的用药的介导，才是被完正因如此激活的可以转化用药的状况。因而IIa类HDAC减缓剂可以减缓用药和介导转化，从而传染病由它惹来的肌肉组织萎缩。Hsc70是许多的产品细胞行使长时间最初功能所必要的分子会配偶，因此其他不可忽视途径也不太可能所受HDAC4的调节。除此以外，这篇文章还断定HDAC3，MEF2未必能和HDAC4必要转化。IIa类HDAC减缓剂也并很难必要影响MEF2诱导的基因组的隐含。从前提单单的IIa类HDAC作为机械性细胞的工作中间体似乎在四肢肌中所未必错误。早期单单处: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