Cell Rep │ 史隽课题组推断出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

核酸去脯氨酸肽（HDAC， histone deacetylase）是癌症药物共五同开发计划领域的热点。在生命体之中普遍存在18种相同的HDAC，可以有利于细分为4类：I类HDAC（HDAC1、2、3和8）主要普遍存在于细胞核核之中，主要上新功能是给核酸；大亚胺。II类HDAC有利于分为：IIa类（HDAC4、5、7和9）和IIb类（HDAC6和10）。IV类HDAC11数在脑，膀胱和睾丸之中表示。III类HDAC与蛋白酶抗原SIR2之外，使用NAD+而不是都用的肽促共五激活剂Zn2+。与现代的I类HDAC相同，II类HDAC不一定是核酸；大亚胺肽。这类HDAC的抗原肽区的一个极为重要——酪氨酸（tyrosine）被天冬氨酸（histidine）取代，因而针对核酸的；大亚胺抗原肽比I类HDAC很低1000多倍。因此，II类HDAC被所称不一定是一个有活性的肽，而是一个结构抗原，通过转化其他抗原起效用。一个流行的理论是，II类HDAC可以辨识特定序列里面天冬氨酸（lysine）的亚胺去除，转化上直至可以招募别的抗原，比如I类HDAC之中的HDAC3。HDAC3可以提供者II类HDAC缺惜的去亚胺抗原肽，并且还可以一直转化NCoR/SMRT磷酸化共五减缓复合物，从而负面影响遗传磷酸化。另一个主要理论是，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抑制的遗传磷酸化。然而只是因为II类HDAC对核酸的抗原肽很很低，就认为II类HDAC并未抗原肽的断言是不严谨的。质谱分析步骤全细胞核抗原的亚胺去除注意到有很多核酸都可以被亚胺化。这些核酸不数数最主要细胞核核内的抗原，则有基质和细胞核里面的抗原等。另外，生物体并并未核酸，但是在生物体里面，也注意到有很多抗原可以被亚胺去除。这些证据都说明了了II类HDAC很这样一来还是有抗原肽的，质子化是与核酸相同的其他核酸。一个很好的例子就是IIb类HDAC6的质子化之一是基质之中的复合物抗原。然而到目前为止，只有很少的IIa类HDAC的质子化被注意到，极少还是通过过表示的步骤显然的，不一定一定是长时间的病理生态环境下的无论如何的质子化。HDAC4归属于IIa类HDAC，在豚鼠脊椎肌之中，对多种抑制躯干锐减的冲动反应后，HDAC4的表示用量亦会减很低。在因为绝激起的躯干锐减症之中，HDAC4在生命体或者豚鼠躯干之中的表示用量也亦会减很低。HDAC4全身敲除 (constitutive whole body knockout) 的豚鼠在显露生直至很快因为脊椎发育持续性而幸存者。组织性特异的HDAC4遗传敲除的豚鼠的资料显示HDAC4在长时间的病理生态环境下不是必须的，但是在心理压力或者生病的生态环境下，它亦会有上新的上新功能。因此，有利于了解疾病精神状态下HDAC4的分子特异性可能亦会开辟上新的疗程选择。2019年10月15日，普利精细化工公司美国共五同开发计划之中心的史隽课题组在Cell Reports撰写一本书HDAC4 Controls Muscle Homeostasis through Deacetylation of Myosin Hey Chain， PGC-1α， and Hsc70的短文，通过上新共五同开发计划的除此以外的IIa类HDAC特异的单糖减缓剂，转化遗传敲除的手段，注意到了三个全上新的HDAC4肽质子化：肌球抗原重链 (myosin hey chain isoforms，MyHC)，PGC-1α和热激抗原70 (Hsc70)，同时还分析步骤了HDAC4催化这些质子化的病理学意义。之前的很多针对IIa类HDAC的分析步骤极少是通过减缓遗传表示的步骤来实现的。但是遗传不表示，造成整个抗原表示降很低，不一定能界定这类抗原作为肽或者是结构性抗原的上新功能。而目前撰写的磺胺类的HDAC抗原肽的单糖减缓剂，例如TSA， vorinostat (也叫SAHA)， 实际上都数数减缓I类HDAC，对IIa类HDAC基本并未活性。一个由Tempero Pharmaceuticals开发计划的叫做叫TMP195的单糖，算是针对IIa类HDAC比较特异的单糖减缓剂，但是它对IIa类HDAC的EC50至少在0.2 μM左右，活性不一定更高。为了能够很好的分析步骤IIa类HDAC的上新功能，普利公司共五同开发计划显露一个上新颖的IIa类HDAC减缓剂 ---- NVS-HD1，极其除此以外，EC50 < 1nM。NVS-HD1的选择性也很强，对于I类HDAC的EC50 都超过了1 μM。另外的两个单糖，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，转化现代的遗传knockdown 或者knockout，史隽课题组找到了三个HDAC4 (也可能是别的IIa类HDAC) 的质子化。HDAC4可以去除MyHC上的亚胺。MyHC是造成躯干收缩的sarcomere的主要成分。减缓 HDAC4可以减很低细胞核内MyHC的用量，并且在细胞核和豚鼠之中减缓由用药（dexamethasone）和中枢神经系统缺惜激起的MyHC的核酸损惜。一个2010年的报道认为脊椎肌之中HDAC4的敲除可以减缓能降解MyHC的E3泛素连接肽MuRF1的遗传磷酸化，从而持续性由于去中枢神经系统激起的躯干锐减。而这篇短文揭示了一种相同的机制 ---- 直接抑制MyHC抗原。HDAC4过表示亦会造成MyHC的降解，而抗原肽缺惜的D840N突变体则数数。即使MuRF1过表示后，IIa类HDAC减缓剂也足以阻挡MyHC的降解。因而可能的特异性是，HDAC4被减缓后，MyHC上的天冬氨酸被脯氨酸，所以数数被MuRF1加上泛素，也就不亦会被泛素抗原体系统降解。MyHC是脊椎肌之中的极为重要抗原，保持MyHC的抗原用量就可以持续性躯干锐减，并且保持躯干收缩上新功能。相似的特异性也适用于HDAC4的另一个质子化 ---- PGC-1α。在躯干特异性PGC-1α转遗传豚鼠之中，PGC-1α的mRNA减很低了> 10倍，而核酸数减很低？3倍，外原因是PGC-1α亦会被很快降解（t1/2？15分钟）。NVS-HD1不数可以在细胞核之中而且可以在豚鼠之中减很低PGC-1α抗原水准，却不显着负面影响PGC-1α mRNA水准。NVS-HD1减很低的PGC-1α核酸的用量也是？3倍，和转遗传豚鼠类似。在惜中枢神经系统的豚鼠躯干之中，即使PGC-1α mRNA水准微小降很低，HDAC4敲除或IIa类HDAC减缓剂也能阻挡PGC-1α抗原的降很低。减缓所有的 IIa类HDAC比单独的HDAC4缺惜优点极其微小，与细胞核内观察到的PGC-1α可以和所有的IIa类HDAC（I类HDAC不行）直接转化的结果相吻合，说明了了IIa类HDAC彼此间可以互补效用。PGC-1α是代谢和细胞核产生通路之中的极为重要磷酸化共五激活因子。过表示PGC-1α的豚鼠表现显露提高的细胞核上新功能，近似于运动后的叠加。因此NVS-HD1可能在细胞核疾病或者其他代谢疾病之中发挥作用极为重要的效用。这篇短文也注意到HDAC4可以和Hsc70直接转化，并且可以换成Hsc70的第128位天冬氨酸的亚胺去除。当HDAC4的抗原肽被减缓直至，脯氨酸的Hsc70就数数很好的转化用药的抗原。但是只有与Hsc70和Hsp90转化的用药的抗原，才是被实质上激活的可以转化用药的精神状态。因而IIa类HDAC减缓剂可以减缓用药和抗原转化，从而持续性由它激起的躯干锐减。Hsc70是许多客户抗原行使长时间上新功能所必须的分子伴侣，因此其他极为重要途径也可能受HDAC4的调节。；还有，这篇短文还注意到HDAC3，MEF2不一定能和HDAC4直接转化。IIa类HDAC减缓剂也并并未负面影响MEF2抑制的遗传的表示。之前提显露异议的IIa类HDAC作为结构性抗原的管理工作特异性看来在脊椎肌之中不一定无论如何。类似显露处: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