Gタンパク質共役Rhoグアニンヌクレオチド交換因子を標的とする小分子阻害剤

Gタンパク質媒介Rhoグアニンヌクレオチド交換因子（GEF）-RHO GTPaseシグナル伝達軸は、ヒトの病態生理学に関与しており、潜在的な治療標的です。RHOA活性化に関与するGタンパク質調節RHO GEFであるLARGのDH-PHドメインの表面溝に適合する化学物質の仮想スクリーニング、およびその後の生化学アッセイの検証では、我々はそれによって表される化学阻害剤のクラスを特定しました。RhoAへのラーグ結合を特異的に阻害する際に活性なY16。Y16は、〜80 nm K（d）を持つLARGのDH-PHドメインのジャンクション部位に結合し、LAG触媒RHOA活性化用量を依存して抑制します。他のdblファミリーRho gefs、rhoエフェクター、またはrhogapに対する検出可能な効果なしに、largおよび関連するGタンパク質共役Rho gefとRhoAとの相互作用をブロックする際に積極的です。細胞では、Y16は血清誘発RhoA活性とRhoAを介したシグナル伝達を選択的に阻害します。これは、構成的に活性なRhoAまたは岩筋変異体によって救助される可能性があります。RhoA活性を抑制することにより、Y16はMCF7乳癌細胞の乳腺球体形成を阻害しますが、非変換MCF10A細胞には影響しません。重要なことに、Y16は、Rho GTPase活性化部位阻害剤であるRhosin/G04と相乗的に動作し、larg-RhoA相互作用、RhoA活性化、RhoAを介したシグナル伝達機能を阻害します。したがって、我々の研究は、Rho Gefsが小さな化学物質の選択的ターゲットとして機能し、有効性と特異性の向上につながる結合界面でのGef-RhoAの酵素補給ペアの二重阻害の戦略を提示できることを示しています。

The G-protein-mediated Rho guanine nucleotide exchange factor (GEF)-Rho GTPase signaling axis has been implicated in human pathophysiology and is a potential therapeutic target. By virtual screening of chemicals that fit into a surface groove of the DH-PH domain of LARG, a G-protein-regulated Rho GEF involved in RhoA activation, and subsequent validations in biochemical assays, we have identified a class of chemical inhibitors represented by Y16 that are active in specifically inhibiting LARG binding to RhoA. Y16 binds to the junction site of the DH-PH domains of LARG with a ∼80 nM K(d) and suppresses LARG catalyzed RhoA activation dose dependently. It is active in blocking the interaction of LARG and related G-protein-coupled Rho GEFs with RhoA without a detectable effect on other DBL family Rho GEFs, Rho effectors, or a RhoGAP. In cells, Y16 selectively inhibits serum-induced RhoA activity and RhoA-mediated signaling, effects that can be rescued by a constitutively active RhoA or ROCK mutant. By suppressing RhoA activity, Y16 inhibits mammary sphere formation of MCF7 breast cancer cells but does not affect the nontransforming MCF10A cells. Significantly, Y16 works synergistically with Rhosin/G04, a Rho GTPase activation site inhibitor, in inhibiting LARG-RhoA interaction, RhoA activation, and RhoA-mediated signaling functions. Thus, our studies show that Rho GEFs can serve as selective targets of small chemicals and present a strategy of dual inhibition of the enzyme-substrate pair of GEF-RhoA at their binding interface that leads to enhanced efficacy and specificity.