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ヒトゲノムは、環ドメインを含む数百のE3ユビキチンリガーゼをコードし、HECTドメインを含む約28を含んでいます。これらの酵素は、ユビキチンのE2酵素チオエステルからの膨大な範囲の基質への移動を触媒し、多くの細胞機能において重要な役割を果たします。これにより、潜在的な治療目標が魅力的になります。しかし、それらは阻害が困難であることが証明されています。リングドメインリガーゼには良好な阻害剤がほとんど存在しないため、HECTリガーゼについては何も報告されていません。ここでは、ファージディスプレイによって分離された両環性ペプチド[Heinis C、Rutherford T、Freund S、Winter G（2009）Nat Chem Biol。5（7）：502-507]は、SMURF2、NEDD4、MULE/HUWE1、およびWWP1のHECTドメイン上のE2結合部位を標的とすることができ、したがって、これらの酵素のin vitroの特定の阻害剤として作用します。Smurf2からのこれらのペプチドの1つの変位をスクリーニングすることにより、組織培養細胞のいくつかのHectリガーゼを阻害する小分子であるHeclin（Hectリガーゼ阻害剤）を特定することができました。in vitroでは、HeclinはE2結合をブロックしませんが、活性部位Cysの酸化をもたらす立体構造の変化を引き起こします。これは、HECTドメインが潜在的に麻薬可能であり、実験的に使用できる分子を提供することを示しています。Heclinは、培養中に成長しているHEK293細胞を殺し、哺乳類細胞におけるHECTリガーゼ活性の重要な役割と一致しています。
ヒトゲノムは、環ドメインを含む数百のE3ユビキチンリガーゼをコードし、HECTドメインを含む約28を含んでいます。これらの酵素は、ユビキチンのE2酵素チオエステルからの膨大な範囲の基質への移動を触媒し、多くの細胞機能において重要な役割を果たします。これにより、潜在的な治療目標が魅力的になります。しかし、それらは阻害が困難であることが証明されています。リングドメインリガーゼには良好な阻害剤がほとんど存在しないため、HECTリガーゼについては何も報告されていません。ここでは、ファージディスプレイによって分離された両環性ペプチド[Heinis C、Rutherford T、Freund S、Winter G（2009）Nat Chem Biol。5（7）：502-507]は、SMURF2、NEDD4、MULE/HUWE1、およびWWP1のHECTドメイン上のE2結合部位を標的とすることができ、したがって、これらの酵素のin vitroの特定の阻害剤として作用します。Smurf2からのこれらのペプチドの1つの変位をスクリーニングすることにより、組織培養細胞のいくつかのHectリガーゼを阻害する小分子であるHeclin（Hectリガーゼ阻害剤）を特定することができました。in vitroでは、HeclinはE2結合をブロックしませんが、活性部位Cysの酸化をもたらす立体構造の変化を引き起こします。これは、HECTドメインが潜在的に麻薬可能であり、実験的に使用できる分子を提供することを示しています。Heclinは、培養中に成長しているHEK293細胞を殺し、哺乳類細胞におけるHECTリガーゼ活性の重要な役割と一致しています。
The human genome encodes several hundred E3 ubiquitin ligases containing RING domains, and around 28 containing HECT domains. These enzymes catalyze the transfer of ubiquitin from E2 enzyme thioesters to a huge range of substrates and play crucial roles in many cellular functions. This makes them attractive potential therapeutic targets. However, they have proven difficult to inhibit: very few good inhibitors exist for RING domain ligases, and none have been described for HECT ligases. Here we show that bicyclic peptides isolated by phage display [Heinis C, Rutherford T, Freund S, Winter G (2009) Nat Chem Biol. 5(7):502-507] can target the E2 binding sites on the HECT domains of Smurf2, Nedd4, Mule/Huwe1, and WWP1, and thus act as specific inhibitors of these enzymes in vitro. By screening for displacement of one of these peptides from Smurf2, we were able to identify a small molecule, heclin (HECT ligase inhibitor), which inhibits several HECT ligases in tissue culture cells. In vitro, heclin does not block E2 binding but causes a conformational change that results in oxidation of the active site Cys. This demonstrates that HECT domains are potentially druggable and provides molecules that may be of experimental use. Heclin kills HEK293 cells growing in culture, consistent with an essential role for HECT ligase activity in mammalian cells.
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