NatureMedicine：小分子可促进缓解心脏衰竭

2015年6月16日讯/生物谷BIOON/在心脏细胞中，心肌肌质网的钙离子相关的ATP合成酶（SERCA2a）的表达和活性的降低，被认为是心脏衰竭的标志。这个酶（SERCA2a）是一个与钙离子循环相关的关键性转运离子泵。之前他们发现了一种转录后修饰，即可反转的SUMO化修饰（类似于泛素化修饰），可以调节酶SERCA2a的功能进而影响心脏的功能。这种SUMO修饰可能在多方面影响着细胞的功能。就这个酶SERCA2a而言，存在着多种小的SUMO修饰因子。例如，早期的研究表明，在啮齿动物和其他大型动物的模型上，心脏衰竭可能通过转入一种这样的SUMO修饰因子SUMO-1基因，可以恢复心脏的功能。 来自美国纽约的研究者们发现了一种小分子N106，可以增强酶SERCA2a的SUMO化修饰。这个分子N106可直接激活一种E1连接酶，进而增加SUMO化修饰。通过N106分子处理，小鼠心肌培养细胞的收缩性明显增强，还可以显著提升心脏衰竭小鼠的心室收缩功能。最新的研究发表在新一期的《NatureMedicine》上。 他们还发现，这个小分子N106，可能可以直接结合到E1连接酶的蛋白质空腔中，进而影响着酶SERCA2a的SUMO化修饰。通过分子建模，E1连接酶在SUMO化的过程中，可能存在着很大的结构变化，在静息态和激活态间相互转化。他们发现，只在激活状态下，E1连接酶会出现一个潜在的N106结合位点。这意味着，很有可能N106能够稳定激活态的E1连接酶，从而增加激活态E1连接酶的比例，进而增加对酶SERCA2a的SUMO化修饰。 多种证据表明，这种小分子N106，通过调节钙离子循环相关的酶SERCA2a的SUMO化修饰，未来很可能成为一种潜在的心脏衰竭的治疗药物。 本文系生物谷原创编译整理，欢迎转载！转载请注明来源并附原文链接。更多资讯请下载生物谷APP. doi:10.1038/ncomms8229 PMC:PMID: Small-moleculeactivationofSERCA2aSUMOylationforthetreatmentofheartfailure DecreasedactivityandexpressionofthecardiacsarcoplasmicreticulumcalciumATPase(SERCA2a),acriticalpumpregulatingcalciumcyclingincardiomyocyte,arehallmarksofheartfailure.Wehavepreviouslydescribedaroleforthesmallubiquitin-likemodifiertype1(SUMO-1)asaregulatorofSERCA2aandhaveshownthatgenetransferofSUMO-1inrodentsandlargeanimalmodelsofheartfailurerestorescardiacfunction.Here,weidentifyandcharacterizeasmallmolecule,N106,whichincreasesSUMOylationofSERCA2a.ThiscompounddirectlyactivatestheSUMO-activatingenzyme,E1ligase,andtriggersintrinsicSUMOylationofSERCA2a.WeidentifyapocketonSUMOE1likelytoberesponsibleforN106’seffect.N106treatmentincreasescontractilepropertiesofculturedratcardiomyocytesandsignificantlyimprovesventricularfunctioninmicewithheartfailure.Thisfirst-in-classsmall-moleculeactivatortargetingSERCA2aSUMOylationmayserveasapotentialtherapeuticstrategyfortreatmentofheartfailure.医药网新闻