抗HIV薬ネビラピンの電気誘導体による共有結合ヒストン修飾

ネビラピン（NVP）、組み合わせた抗レトロウイルス療法で広く使用されており、ヒト免疫不全ウイルス1型の母子への伝播を防ぐために、いくつかの有害な副作用に関連するネビラピン逆転写酵素阻害剤が広く使用されています。NVPフェーズI代謝産物​​、12-ヒドロキシ-NVPに由来する反応性代謝物のモデル電気泳動である12メシロキシネビラピンを使用して、ヒストンの求核性コアおよびC末端残基が共生積層形成の標的であることを示します。リジン（例：H2BK47、H4K32）、ヒスチジン（例：H2BH110、H4H76）、および4つのヒストンのセリン（H2BS33など）の複数のNVP修飾部位を、質量眼測定ベースのボトムアッププロトオミクス分析を使用して4ヒストンのセリン（H2BS33など）を特定しました。特に、H2BK47、H2BH110、H2AH83、およびH4H76は、NVP取り込みの潜在的なホットスポットであることがわかりました。特に、ヒスチジンのイミダゾール環に対する顕著な選択性が観察され、ヒストンの11のヒスチジン残基のうち3つでNVPによる修飾が検出されました。これは、ヒストンのNVP修飾ヒスチジン残基が、薬物の生物活性化および/または毒性の前向きマーカーであることを示唆しています。重要なことに、NVP由来の修飾は、クロマチン構造を決定することが知られている部位（H4H76など）で特定されたか、複数のタイプの翻訳後修飾（H2BK47、H4H76など）を受ける可能性があります。これらの結果は、薬物誘発性副作用の分子メカニズムに対する新しい洞察を開きます。

Nevirapine (NVP), a non-nucleoside reverse transcriptase inhibitor widely used in combined antiretroviral therapy and to prevent mother-to-child transmission of the human immunodeficiency virus type 1, is associated with several adverse side effects. Using 12-mesyloxy-nevirapine, a model electrophile of the reactive metabolites derived from the NVP Phase I metabolite, 12-hydroxy-NVP, we demonstrate that the nucleophilic core and C-terminal residues of histones are targets for covalent adduct formation. We identified multiple NVP-modification sites at lysine (e.g., H2BK47, H4K32), histidine (e.g., H2BH110, H4H76), and serine (e.g., H2BS33) residues of the four histones using a mass spectrometry-based bottom-up proteomic analysis. In particular, H2BK47, H2BH110, H2AH83, and H4H76 were found to be potential hot spots for NVP incorporation. Notably, a remarkable selectivity to the imidazole ring of histidine was observed, with modification by NVP detected in three out of the 11 histidine residues of histones. This suggests that NVP-modified histidine residues of histones are prospective markers of the drug's bioactivation and/or toxicity. Importantly, NVP-derived modifications were identified at sites known to determine chromatin structure (e.g., H4H76) or that can undergo multiple types of post-translational modifications (e.g., H2BK47, H4H76). These results open new insights into the molecular mechanisms of drug-induced adverse reactions.