Cell Rep │ 史隽课题组说明了3个全新的HDAC4酶活性底物及其在肌肉萎缩症中的重要作用

核糖去乙酰转化肽（HDAC， histone deacetylase）是胃癌药剂生产应用领域的热点。在人类文明之前发挥主导作用18种完以外相同的HDAC，可以进一步拆包含4类：I类HDAC（HDAC1、2、3和8）主要发挥主导作用于真核细胞之前，主要功能性是给核糖透烯丙基。II类HDAC进一步包含：IIa类（HDAC4、5、7和9）和IIb类（HDAC6和10）。IV类HDAC11仅在脑干，大肠和睾丸之前解读。III类HDAC与酵母复合物SIR2就其，使用NAD+而不是特指的肽促一共RNA剂Zn2+。与有别于的I类HDAC完以外相同，II类HDAC并不是核糖透烯丙基肽。这类HDAC的肽活性区的一个不可或缺——酪氨酸（tyrosine）被组氨酸（histidine）取代，因而针对核糖的透烯丙基肽活性比I类HDAC较差1000多倍。因此，II类HDAC被毫无疑问并不是一个有活性的肽，而是一个结构复合物，通过建构其他复合物起主导作用。一个流行的原理是，II类HDAC可以识别特定基因序列之中胺基酸（lysine）的烯丙基标记，建构上自此可以招募别的复合物，比如I类HDAC之前的HDAC3。HDAC3可以给予II类HDAC不足之处的去烯丙基肽活性，并且还可以继续建构NCoR/SMRTRNA一共抑制主导作用复合物，从而不良影响等位基因RNA。另一个主要原理是，II类HDAC可以建构一些RNA生物体（例如myocyte enhancer factor 2， MEF2），从而抑制主导作用这些RNA生物体调控的等位基因RNA。然而只是因为II类HDAC对核糖的肽活性很较差，就看来II类HDAC并未肽活性的推论是不严谨的。小分子分析以外细胞复合物的烯丙基标记推测有很多复合物质都可以被烯丙基转化。这些复合物质也许除此以外真核细胞内的复合物，还除此以外核糖体和叶绿体之中的复合物等。另外，细菌并并未核糖，但是在细菌之中，也推测有很多复合物可以被烯丙基标记。这些事实都说明了了II类HDAC很有可能还是有肽活性的，底物是与核糖完以外相同的其他复合物质。一个不太好的例子就是IIb类HDAC6的底物之一是核糖体之前的真核细胞复合物。然而到此前，只有甚少的IIa类HDAC的底物被推测，大部分还是通过过解读的新方法证明的，并不一定是但会的心理生态下的无论如何的底物。HDAC4同属IIa类HDAC，在人体内骨骼肌之前，对多种诱导关节消退的冲动中间体后，HDAC4的解读量时会提高。在因为绝引起的关节消退症之前，HDAC4在人类文明或者人体内关节之前的解读量也时会提高。HDAC4以外身敲除 (constitutive whole body knockout) 的人体内在单单生自此很快因为骨骼发育极度而幸存者。组织性特异的HDAC4等位基因敲除的人体内的数据推断HDAC4在但会的心理生态下不是必须的，但是在压力或者生病的生态下，它时会有一新功能性。因此，进一步了解病症状态下HDAC4的分子靶标可能时会新建一新治疗法同样。2019年10月15日，特斯制药公司美国生产之前心的巨著澹课题组在Cell Reports发表题为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特异的分子结构类固醇，建构等位基因敲除的手段，推测了三个以外一新HDAC4肽底物：肌球复合物重链 (myosin hey chain isoforms，MyHC)，PGC-1α和热激复合物70 (Hsc70)，同时还分析了HDAC4催转化这些底物的心理学意义。从前的很多针对IIa类HDAC的数据分析大部分是通过抑制主导作用等位RNA的新方法来借助的。但是等位基因不解读，致使整个复合物解读降较差，并没法区分这类复合物作为肽或者是缺绝复合物的功能性。而目前发表的类似物的HDAC肽活性的分子结构类固醇，例如TSA， vorinostat (也叫SAHA)， 其实都只能抑制主导作用I类HDAC，对IIa类HDAC基本并未活性。一个由Tempero Pharmaceuticals开发的叫做叫TMP195的分子结构，算是针对IIa类HDAC比较特异的分子结构类固醇，但是它对IIa类HDAC的EC50大约在0.2 μM左右，活性并不很高。为了能够更是好的数据分析IIa类HDAC的功能性，特斯公司生产单单一个新颖的IIa类HDAC类固醇 -- NVS-HD1，非常强效，EC50 < 1nM。NVS-HD1的同样性也很强，对于I类HDAC的EC50 都超过了1 μM。另外的两个分子结构，NVS-HD2和NVS-HD3是同系列转化合物的早期的类固醇。使用这些特异的IIa类HDAC类固醇，建构有别于的等位基因knockdown 或者knockout，巨著澹课题组找到了三个HDAC4 (也可能是别的IIa类HDAC) 的底物。HDAC4可以去除MyHC上的烯丙基。MyHC是致使关节收缩的sarcomere的主要成分。抑制主导作用 HDAC4可以提高细胞内MyHC的量，并且在细胞和人体内之前抑制主导作用由地塞米松（dexamethasone）和脑不足之处引起的MyHC的复合物质损绝。一个2010年的报道看来骨骼肌之前HDAC4的敲除可以抑制主导作用能降解MyHC的E3泛素连接肽MuRF1的等位基因RNA，从而卫生保健由于去脑引起的关节消退。而这文中揭示了一种完以外相同的机制 -- 直接调控MyHC复合物。HDAC4过解读时会致使MyHC的降解，而肽活性不足之处的D840N突变体则没法。即使MuRF1过解读后，IIa类HDAC类固醇也足以阻挠MyHC的降解。因而可能的机理是，HDAC4被抑制主导作用后，MyHC上的胺基酸被乙酰转化，所以没法被MuRF1加上泛素，也就不时会被泛素复合物体系统降解。MyHC是骨骼肌之前的不可或缺复合物，保持MyHC的复合物量就可以卫生保健关节消退，并且保持关节收缩功能性。相似的机理也适用于HDAC4的另一个底物 -- PGC-1α。在关节特异性PGC-1α转等位基因人体内之前，PGC-1α的mRNA提高了> 10倍，而复合物质仅提高？3倍，部分因素是PGC-1α时会被很快降解（t1/2？15分钟）。NVS-HD1不仅可以在细胞之前而且可以在豚鼠之前提高PGC-1α复合物水平，却不显着不良影响PGC-1α mRNA水平。NVS-HD1提高的PGC-1α复合物质的量也是？3倍，和转等位基因人体内类似。在绝脑的人体内关节之前，即使PGC-1α mRNA水平减缓，HDAC4敲除或IIa类HDAC类固醇也能阻挠PGC-1α复合物的降较差。抑制主导作用所有的 IIa类HDAC比单独的HDAC4不足之处效果更是明显，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）直接建构的结果相符合，说明了了IIa类HDAC之间可以互补主导作用。PGC-1α是代谢和叶绿体产生通路之前的不可或缺RNA一共RNA生物体。过解读PGC-1α的人体内体现单单缓解的叶绿体功能性，类似于运动后的变转化。因此NVS-HD1可能在叶绿体病症或者其他代谢病症之前发挥不可或缺的主导作用。这文中也推测HDAC4可以和Hsc70直接建构，并且可以改成Hsc70的第128位胺基酸的烯丙基标记。当HDAC4的肽活性被抑制主导作用自此，乙酰转化的Hsc70就没法不太好的建构地塞米松的激素。但是只有与Hsc70和Hsp90建构的地塞米松的激素，才是被完以外RNA的可以建构地塞米松的状态。因而IIa类HDAC类固醇可以抑制主导作用地塞米松和激素建构，从而卫生保健由它引起的关节消退。Hsc70是许多投资者复合物履行但会功能性所必需的分子伴侣，因此其他不可或缺途径也可能受HDAC4的调节。特别之处，这文中还推测HDAC3，MEF2并没法和HDAC4直接建构。IIa类HDAC类固醇也并并未不良影响MEF2调控的等位基因的解读。从前提单单的IIa类HDAC作为缺绝复合物的临时工机理似乎在骨骼肌之前并不合理。原始单单处: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