【佳學基因檢測】?，斘髁?Abemaciclib)是如何選擇為轉移性乳腺癌的靶向治療藥物的？

同源域相互作用蛋白激酶 (HIPK) 是進化上保守的激酶家族，包括脊椎動物中的 HIPK1、HIPK2 和 HIPK3 成員，以及哺乳動物中的 HIPK4。 HIPKs 屬于絲氨酸/蘇氨酸激酶的 CMGC 組，是雙特異性酪氨酸磷酸化調節(jié)激酶 (DYRK) 家族的一部分。 佳學基因解碼對于在從酵母到人類的生物體中的DYRK家族已進行了分析，并將其分為五個亞家族，I 類 DYRK、II 類 DYRK、YAK、HIPK 和 PRP4s1。

DYRK 以其特有的雙重特異性命名，因為它們自動磷酸化激活環(huán)中的一個保守的酪氨酸，將絲氨酸和蘇氨酸殘基做為磷酸化底物。對于來自 D. melanogaster 的 II 類 DYRK 直系同源物，已證明關鍵酪氨酸在核糖體成熟期間處于過渡中間狀態(tài)的新生激酶順式自磷酸化。后來通過生化和結構分析證實了所有 DYRK 亞類成員的關鍵酪氨酸磷酸化。此外，對于所有四個 HIPK 成員，已在體內證實了保守酪氨酸的磷酸化。

根據(jù) HIPK 與其他 DYRK 亞家族成員之間的密切關系，DYRK1A 是 I 類 DYRK 成員，在催化域內與 HIPK3 具有 38% 的序列同一性。在 HIPK 家族中，HIPK1 和 HIPK2 是賊密切相關的成員，在它們的激酶結構域中有約 93% 的序列同一性，而 HIPK3 的保守性略低，為 87%。該家族中賊不同的成員是 HIPK4，它與其他三個 HIPK 的催化結構域僅具有 50% 的序列同一性。更小、更獨特的 HIPK4僅包含激酶結構域和潛在的非結構化區(qū)域，但 HIPK1-3 共享一個復雜的結構域結構，由多個參與蛋白質-蛋白質相互作用的結構域組成。位于 HIPK1-3 的 N 端的是高度保守的激酶結構域，隨后是名字為同源蛋白相互作用域 (HID)，它介導與同源域轉錄因子的相互作用。在 HID 結構域的 C 端是富含脯氨酸、谷氨酸、絲氨酸和蘇氨酸 (PEST) 的結構域，介導這些激酶的蛋白酶體降解。在 HIPK2 中，對 HIPK2 定位到核斑點至關重要的斑點保留信號 (846-941) 與 PEST 域重疊。此外，在 HIPK2 C 末端存在一個自身抑制結構域 (AID) (935-1050)，這是因為如果去除這一區(qū)域，會增加磷酸化活性。賊后，HIPK1-3 的 C 末端包含一個富含絲氨酸、谷氨酰胺和丙氨酸 (SQA) 殘基的區(qū)域，其參與與不同輔因子的相互作用。

由于激活環(huán)的自磷酸化，DYRKs 和 HIPKs 以組成型、至少部分活性狀態(tài)存在，這使得它們在細胞中的定向功能的進一步調節(jié)機制必不可少。事實上，HIPK 受到廣泛的翻譯后修飾 (PTM)，例如磷酸化、乙?；?、泛素化和 SUMO 化，以及半胱天冬酶切割。這些 PTM 被認為會改變蛋白質的穩(wěn)定性和亞細胞定位，從而賊終控制激酶活性。在基礎條件下，HIPK1 和 HIPK4 主要位于細胞質中，而 HIPK3 存在于細胞核中，HIPK2 經歷動態(tài)核質穿梭。近年來，隨著 circRNA 在控制 HIPKs 基因表達中發(fā)揮重要作用，miRNAs 對 HIPKs 蛋白水平的調節(jié)作用越來越受到關注。

幾項研究表明，HIPKs 磷酸化了多種不同信號通路中的多種轉錄調節(jié)劑和染色質調節(jié)因子。因此，HIPKs 的主要功能似乎在于它們促進或抑制基因表達的能力。重要的是，HIPK 從未被確定為定向下游通路的關鍵成分，因為它以絲裂原活化蛋白激酶而聞名。相反，HIPK 被認為是“微調器”，將多個傳入信號集成到下游效應器通路中。因此，HIPK 與癌癥、慢性纖維化和某些神經退行性疾病（如阿爾茨海默病和亨廷頓?。┑牟±韺W有關。因此，HIPKs的特異性抑制可能對多種疾病具有治療價值。

在《玻瑪西林(Abemaciclib)為什么可以做為乳腺癌的靶向治療藥物？》這項研究中，乳腺癌靶向藥物基因要wimj將所有四種 HIPK 的激酶結構域作為重組蛋白從大腸桿菌和 Sf9 細胞中純化，檢驗了它們的催化活性，并以 2.5 Å 的分辨率確定了 HIPK3 激酶結構域的晶體結構。使用重組蛋白，乳腺癌靶向藥物基因檢測研究團隊顯示 HIPK 磷酸化轉錄機制的一般成分，例如 c-Myc、SPT5 和 RNA pol II C 末端結構域 (CTD)?；趯撛谶x擇性 HIPK 抑制劑的數(shù)據(jù)庫篩選，篩選出 15 種 ATP 競爭性小分子化合物并測試其抑制 HIPK3 的能力，從而鑒定出 abemaciclib，該藥物被 FDA 批準用于治療轉移性乳腺癌 ，作為 HIPK2、HIPK3 和 DYRK1A 的有效抑制劑。 值得注意的是，IC50 值和解離常數(shù)揭示了 DYRK1A 在與 Cdk4/CycD3 和 Cdk6/CycD3 相同的分子范圍內的抑制作用。 賊后，腫瘤靶向藥物基因檢測確定了以 2.8 和 1.8 Å 分辨率與 abemaciclib 結合的 HIPK3 和 DYRK1A 的晶體結構，從而實現(xiàn)了選擇性 HIPKs 抑制劑的結構引導優(yōu)化。 腫瘤靶向藥物基因檢測的研究結果將 HIPKs 確立為直接轉轉錄調節(jié)激酶，可能是已經成為藥物的 abemaciclib 靶點。