通过基于AlphaScreen的高通量筛选技术，发现含硒氨基酸衍生物可作为新型ENL YEATS结构域抑制剂

《Bioorganic Chemistry》：Discovery of selenium-containing amino acid derivatives as novel ENL YEATS domain inhibitors via AlphaScreen-based high throughput screening

　　

郭思琪|李建豪|陶永星|张学聪|阿卜杜拉·优素福|贾金|陈世杰|张瑞涵|肖伟丽|叶飞

浙江科技大学生命科学与医学院，中国杭州310018

摘要

Eleven-Nineteen-Leukemia Protein (ENL) 是 YEATS 结构域家族的成员，是一种新型的赖氨酸乙酰化识别蛋白。其功能失调与多种人类疾病（尤其是癌症）密切相关。因此，ENL 作为潜在的治疗靶点引起了广泛关注。本文通过高通量筛选发现了新型的 ENL YEATS 结构域抑制剂。筛选出的化合物 DC_E35 和 DC_E36 经过结构优化后得到了更有效的衍生物 DC_E35_5d（IC₅₀ = 62.0 ± 14.7 nM）。生物物理实验证实了该化合物能与 ENL 直接结合。在 MOLM-13 细胞中，DC_E35_5d 降低了 ENL 的热稳定性，下调了癌基因 MYC 的表达，并与溴结构域抑制剂 JQ-1 共同作用抑制细胞生长。由此可见，DC_E35_5d 是一类具有新颖骨架的 ENL YEATS 结构域抑制剂，在 ENL 相关的学术和临床研究中具有广阔的应用前景。

引言

赖氨酸乙酰化（Kac）是最常见的表观遗传修饰之一，可被含有溴结构域的蛋白质或双植物同源结构域蛋白（DPFs）识别 [1], [2], [3]。近年来，越来越多的研究表明 YEATS 结构域能够特异性识别组蛋白的赖氨酸乙酰化、肉桂酰化和苯甲酰化等修饰 [4], [5], [6], [7], [8], [9], [10], [11]。在哺乳动物中，已发现四种含有 YEATS 结构域的蛋白质：ENL（MLLT1/YEATS1）、YEATS2、AF9（MLLT3/YEATS3）和 GAS41（YEATS4）[12], [13]。这些蛋白质分别属于多个调控染色质和转录的复合物。它们的功能失调与多种疾病（尤其是癌症）密切相关 [14], [15], [16], [17], [18]。因此，YEATS 结构域家族成为通过药物干预赖氨酸乙酰化过程治疗人类疾病的潜在靶点。

最初研究发现 ENL 与白血病融合蛋白共定位在核斑点中，是 YEATS 结构域家族的重要成员。研究表明，ENL 具有致癌性。在急性白血病中，ENL 通过选择性结合原癌基因启动子并招募 SEC 和 DOT1L 来驱动白血病基因表达。基因组分析显示，ENL 在 MOLM-13 和 MV4–11 白血病细胞中结合的基因范围比 MLL 融合蛋白更广，表明其在转录调控中具有更广泛的功能。此外，白血病细胞的基因组功能缺失筛选表明 ENL 对白血病细胞的增殖至关重要。因此，ENL 被视为白血病发病机制中的重要靶点。

目前已有几种针对 ENL YEATS 结构域的小分子抑制剂，如 SGC-iMLLT、TDI-11055、SR-0813、PFI-6 等 [19], [20], [21], [22], [23], [24]。然而，现有抑制剂的结构多样性有限且优化潜力不足，亟需开发具有新颖骨架的 ENL YEATS 结构域抑制剂。为了发现新的分子调节剂，我们采用高通量筛选方法发现了针对 ENL YEATS 结构域的新化合物。MicroScale Thermophoresis (MST) 实验验证了 DC_E35 和 DC_E36 与 ENL YEATS 结构域的直接结合。进一步化学优化后得到了化合物 DC_E35_5d（IC₅₀ = 62.0 ± 14.7 nM）。生物层干涉测量（BLI）进一步量化了其结合亲和力。分子对接分析表明 DC_E35_5d 与组蛋白 H3K27ac 肽底物结合。细胞实验表明 DC_E35_5d 能够靶向内源性 ENL，显著影响其热稳定性并下调下游基因 MYC 的表达。此外，DC_E35_5d 与 BET 溴结构域抑制剂 JQ-1 具有协同作用，可共同抑制 MYC 基因表达并诱导白血病细胞死亡。综上所述，我们开发出一种高效抑制 ENL YEATS 结构域的化合物，为相关研究提供了新的工具。

章节摘录

通过高通量筛选发现新型 ENL YEATS 结构域抑制剂 DC_E35 和 DC_E36

高通量筛选（HTS）是药物发现和开发的强大工具，在学术和工业研究中得到广泛应用。AlphaScreen 测定法因其高灵敏度和出色的信噪比而被证明是发现有效化合物的有效方法。在本研究中，我们利用 AlphaScreen 测定法筛选了内部化合物库

结论

本研究通过基于 AlphaScreen 的高通量筛选，确认 DC_E35 和 DC_E36 是有效的 ENL YEATS 结构域抑制剂，其 IC₅₀ 值分别为 121.3 ± 18.5 nM 和 127.3 ± 8.7 nM。MST 实验进一步证实了 DC_E35 和 DC_E36 与 ENL YEATS 结构域的直接结合。基于 DC_E35 和 DC_E36 的骨架，我们设计、合成并评估了一系列衍生物

化学方法

¹核磁共振（NMR）谱数据使用四甲基硅烷（TMS）作为内标在 Bruker DRX-600 光谱仪上获得。柱层析使用硅胶（300–400 目，青岛海洋化工有限公司）、Sephadex LH-20（Pharmacia，瑞典）和 Lichroprep RP-C18 凝胶（Merck，德国）进行。半制备型高效液相色谱（semipreparative HPLC）使用 Agilent 1260 液相色谱仪和 Zorbax SB-C18（250 mm × 9.4 mm）柱完成。薄层色谱（TLC）在预涂层的 TLC 板上进行

CRediT 作者贡献声明

郭思琪：撰写 – 初稿。李建豪：撰写 – 初稿。陶永星：撰写 – 初稿。张学聪：数据整理、实验研究。阿卜杜拉·优素福：验证。贾金：撰写 – 审稿与编辑。陈世杰：撰写 – 审稿与编辑。张瑞涵：撰写 – 审稿与编辑。肖伟丽：撰写 – 审稿与编辑。叶飞：撰写 – 审稿与编辑。

利益冲突声明

作者声明不存在可能影响本文研究的已知财务利益或个人关系。

致谢

本研究得到了 浙江省自然科学基金（S.G.）、国家自然科学基金（F.Y.、R.Z.、W.X.、S.C.）、浙江科技大学科学基金（S.G.）以及 云南省基础研究项目（R.Z.）的支持。