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Jul 09, 2023

Alterazioni all'ampio

Scientific Reports volume 12, Numero articolo: 13520 (2022) Cita questo articolo 1066 Accessi 2 Citazioni 8 Dettagli metriche alternative SMIFH2 è una piccola molecola inibitrice della famiglia delle formine

Rapporti scientifici volume 12, numero articolo: 13520 (2022) Citare questo articolo

1066 accessi

2 citazioni

8 Altmetrico

Dettagli sulle metriche

SMIFH2 è una piccola molecola inibitrice della famiglia delle formine di regolatori del citoscheletro, originariamente identificata in uno screening per la soppressione della polimerizzazione dell'actina indotta dalla formina Diaphanous 1 (mDia1) del topo. Nonostante l’uso diffuso di questo composto, non è noto se SMIFH2 inibisca tutte le formine umane. Inoltre, la natura delle interazioni proteina/inibitore rimane sfuggente. Abbiamo analizzato SMIFH2 contro formine umane che rappresentano sei delle sette classi di mammiferi e abbiamo riscontrato attività inibitoria contro tutte le formine testate. Abbiamo sintetizzato un pannello di derivati ​​SMIFH2 e scoperto che, mentre molte alterazioni interrompono l'attività di SMIFH2, la sostituzione di un gruppo metossi donatore di elettroni al posto del bromo insieme all'alogenazione dell'anello furanico aumenta la potenza di circa cinque volte. Similmente a SMIFH2, anche i derivati ​​attivi sono pan-inibitori delle formine testate. Questo risultato suggerisce che mentre la potenza può essere migliorata, l'obiettivo di distinguere tra domini FH2 altamente conservati potrebbe non essere raggiungibile utilizzando lo scaffold SMIFH2.

I membri della famiglia delle formine, regolatori del citoscheletro, sono associati a un'ampia varietà di processi cellulari eucariotici essenziali1,2. Le formine variano nelle loro funzioni biochimiche, che includono la nucleazione dei filamenti di actina, l'associazione processiva con le estremità dei filamenti in crescita, l'aggregazione dei filamenti di actina, il legame/stabilizzazione dei microtubuli e la separazione dei filamenti di actina (rivisto da Chesarone et al.3). Queste funzioni sono solitamente eseguite dai domini di omologia della formina (FH) 1 e 2 nella parte C-terminale della proteina (Fig. 1B). Il dominio FH2 è conservato dal lievito all'uomo4,5 ed è un omodimero prevalentemente ad α-elica con un'architettura a ciambella che circonda l'estremità dinamica "spinata" del filamento di actina6,7,8,9. Il dominio FH1 è una regione non strutturata ricca di prolina che lega la profilina, un'abbondante proteina legante il monomero di actina10,11. Insieme, questi domini possono modulare la crescita dei filamenti di actina12 e anche spostare altre proteine ​​leganti le estremità spinate13,14. In molte isoforme della formina, la regione N-terminale contiene domini regolatori che sopprimono l'attività dei domini FH1 e FH215,16,17.

Costrutti di formina e purificazione. (A) Albero filogenetico delle formine basato su DeWard et al.2 Per analizzare diverse formine umane, abbiamo selezionato rappresentanti di sei delle sette sottoclassi di formine dei mammiferi. (B) I costrutti 'FFC', che includono i domini FH1 e FH2 e tutte le sequenze C-terminali, sono stati isolati per ciascuna formina (DID, dominio inibitorio diafano; DAD, dominio autoregolatorio diafano). (C) SDS-PAGE che mostra la purezza di ciascun frammento FFC di formina ricombinante dopo la purificazione mediante colorazione Coomassie (vedere Figura S7 per il gel non ritagliato).

SMIFH2 (1-(3-bromofenil)-5-(furan-2-ilmetilene)-2-tiossodiidropirimidina-4,6(1H,5H)-dione) è stato scoperto in uno screening in vitro per i composti che inibiscono il dominio mDia FH2 , da qui il nome Inibitore di piccole molecole di FH218. Si presume che SMIFH2 sia un inibitore della pan-formina sulla base di dati biochimici che dimostrano che può inibire le formine di lievito Bni1, Fus1 e Cdc12, la formina del nematode CYK-1 e la formina del topo DIAPH118. Dati più recenti mostrano interazioni SMIFH2 con formine vegetali tra cui Arabidopsis formina-119, tra le altre. Tuttavia, l'ipotesi che SMIFH2 sia un pan-inibitore non è mai stata testata in vitro per diversi domini FH2 dei mammiferi. Per sondare il modo in cui le formine contribuiscono ai processi cellulari, sono utili sia gli inibitori pan che gli inibitori specifici. È stato segnalato un inibitore isoforma-specifico di Dia1 e Dia2 di topo ma non di Dia3, ma la bassa solubilità nei terreni di coltura cellulare ne ha ostacolato l'uso20.

Gli inibitori di piccole molecole si sono rivelati preziosi nello studio della funzione citoscheletrica. Questi includono composti di prodotti naturali che agiscono direttamente sui filamenti citoscheletrici21, nonché composti per lo più sintetici che prendono di mira le proteine ​​leganti il ​​citoscheletro come SMIFH2, l'inibitore Arp2/3 CK66622 e l'inibitore della miosina blebbistatina e i suoi analoghi23. A causa dell'importanza della regolazione citoscheletrica mediata dalla formina negli eucarioti, SMIFH2 è stato utilizzato in almeno 324 studi sui ruoli cellulari delle formine nella costruzione sia del citoscheletro di actina che dei microtubuli (manoscritti originali in una ricerca di Google Scholar per "SMIFH2", maggio 2022).