阻断IDH1R132H 磷酸化触发有丝分裂细胞中APC/C CDH1依赖性泛素化的机制研究

本研究针对IDH1突变型胶质瘤治疗中出现的耐药性问题，通过揭示磷酸化调控突变型IDH1R132H 泛素化的分子机制，提出创新性解决方案。研究人员发现阻断Thr77 /Ser94 位点磷酸化可激活APC/C CDH1通路介导的泛素化降解，鉴定出Lys301 /Lys321 为关键泛素化位点，为开发靶向降解突变型IDH1的联合疗法提供理论依据。

　　

胶质瘤治疗领域长期面临一个关键挑战：约70%的原发性和继发性胶质瘤携带IDH1基因突变，其中R132位点突变（如IDH1^R132H
）会导致异常产生致癌代谢物D-2-羟基戊二酸。虽然针对突变型IDH1的抑制剂已进入临床开发阶段，但近年研究发现这类药物可能诱发肿瘤细胞获得性耐药，甚至丧失原有的治疗敏感性。这一困境促使科学家将目光转向蛋白靶向降解技术——通过操控细胞自身的泛素-蛋白酶体系统来彻底清除致癌蛋白。

印度科学研究所的研究团队在《Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Cell Research》发表的研究中，揭示了有丝分裂期磷酸化修饰调控突变型IDH1稳定性的精妙机制。此前该团队已发现Cdk1/Cyclin B1和Plk1激酶能协同增强IDH1^R132H
的酶活性，但磷酸化如何影响其蛋白稳定性仍是未解之谜。这项研究创新性地将目光聚焦于有丝分裂这一特殊细胞周期阶段，系统解析了磷酸化"双刃剑"效应——既能通过磷酸化降解子（phosphodegron）促进泛素化，也能通过磷酸化失活降解子（phospho-inactivated degron）抑制泛素化。

研究采用TUBE（串联泛素结合实体）技术捕获有丝分裂期泛素化蛋白，结合位点特异性突变策略，构建了Thr⁷⁷
/Ser⁹⁴
位点的丙氨酸磷酸化缺陷突变体（T77A/S94A）和天冬氨酸磷酸化模拟突变体（T77D/S94D）。通过免疫共沉淀、体外泛素化实验和质谱分析，揭示了APC/C（后期促进复合物）及其共激活因子CDH1在调控突变型IDH1降解中的核心作用。

阻断IDH1^R132H
磷酸化与有丝分裂细胞泛素化的关联
研究发现Plk1激酶特异性结合的Thr⁷⁷
/Ser⁹⁴
位点具有"磷酸化开关"功能。当这两个位点突变为无法磷酸化的丙氨酸时，IDH1^{R132H-T77A-S94A}
突变体在中期至后期转换阶段出现显著泛素化，而磷酸化模拟突变体则保持稳定。这一现象提示Thr⁷⁷
/Ser⁹⁴
磷酸化可能构成"磷酸化失活降解子"，其阻断会暴露潜在的降解信号。

APC/C CDH1介导的泛素化机制
通过CDH1敲降和过表达实验证实，CDH1是调控突变型IDH1降解的关键因子。质谱分析鉴定出C端结构域中Lys³⁰¹
和Lys³²¹
是主要泛素化位点，这两个位点位于预测的KEN-box（CDH1识别基序）附近。值得注意的是，野生型IDH1不受此调控机制影响，表明突变诱导的构象变化可能暴露出特异的降解信号。

讨论与展望
该研究首次阐明有丝分裂期激酶网络通过动态磷酸化调控突变型IDH1稳定性的分子机制。从转化医学角度看，这一发现为克服IDH1抑制剂耐药性提供了新思路：联合使用Plk1抑制剂和CDH1激活剂可能协同促进突变型IDH1的降解。研究还提示，针对不同细胞周期阶段设计差异化的降解策略可能成为肿瘤治疗的新范式。

这项工作的创新性在于：1）发现IDH1^R132H
特异的磷酸化-泛素化偶联机制；2）鉴定出APC/C^CDH1
依赖的降解通路；3）揭示细胞周期特异性蛋白稳态调控的精确时空调控。未来研究可进一步探索其他激酶（如Aurora B）是否参与调控这一过程，以及D-2-羟基戊二酸水平变化对降解效率的影响。

研究结论强调：阻断Thr⁷⁷
/Ser⁹⁴
磷酸化解除对"磷酸化失活降解子"的屏蔽，使IDH1^R132H
成为APC/C^CDH1
的底物，最终通过Lys³⁰¹
/Lys³²¹
泛素化实现降解。这一发现不仅深化了对肿瘤代谢重编程的理解，也为开发基于细胞周期调控的靶向降解疗法提供了理论框架。