大家分享一篇发表在Nat. Chem. Biol.上的文章Remodeling oncogenic transcriptomes by small molecules targeting NONO，通讯作者是来自Scripps研究所的Benjamin F. Cravatt和Stefan G. Kathman、来自Janssen Research and Development的Kay Ahn和Brahma Ghosh以及来自UCSD的Brahma Ghosh。
RNA结合蛋白（RBPs）调节着mRNA相关的多个过程，而使用化学小分子调节RBPs从而调节相关癌基因的表达是一个应用前景广阔但也充满挑战的方向，因为小分子结合RBP口袋的结构信息比较少，并且一些RBP的功能还没有被完全注释。在本文中，作者筛选了能够导致癌基因AR转录本和蛋白水平减少的靶向半胱氨酸的小分子，并通过化学蛋白质组学分析确定了其通过共价修饰NONO的C145来稳定NONO和RNA的结合来改变相关转录组和蛋白组的变化。首先，作者在细胞上加入了不同的亲电小分子进行处理，检测AR-FL和AR- V7的转录以及AR蛋白的表达情况，发现只有B21（1）小分子能够同时导致转录和蛋白表达水平同时下调。作者从这一小分子的结构出发对其不同区域的官能团进行改造，设计得到了一系列结构类似的具有氯乙酰胺基团的小分子，并从中发现了对映异构体SKBG-1，只有(R)-SKBG-1才具有活性效果。使用衍生的几种效果不同的小分子和基于B21（1）衍生的炔基探针，作者发现NONO蛋白的C145能且仅能被包括(R)-SKBG-1在内的有活性的小分子特异性标记。后续的基因敲除实验以及C145S突变试验进一步证明了NONO C145是(R)-SKBG-1的特异性共价修饰位点，这种修饰对调节后续AR表达下调至关重要。NONO蛋白是DBHS家族RBP的成员之一，其旁系同源蛋白还包括PSPC1和SFPQ，但是C145是NONO特异的半胱氨酸位点。在进一步的机制研究中，作者首先对比发现虽然NONO敲除对细胞转录组和蛋白质组的影响并不明显，这一现象可能是NONO敲除引起的相关蛋白PSPC1和SFPQ表达上升发挥相似功能所导致的。但是(R)-SKBG-1仅在含有野生型NONO的细胞中才引起广泛的基因表达下调并导致细胞生长减少，在过表达C145S NONO的细胞中(R)-SKBG-1的功能也无法发挥，这进一步说明了NONO独特功能。最后，作者发现(R)-SKBG-1能够增加NONO和RNA之间的结合，抑制了转录本的剪切过程，并综合上述实验结果对(R)-SKBG-1通过共价结合NONO C145来绕过同源蛋白发挥转录调节功能的机制进行了猜测。总之，本文作者通过化学蛋白质组学的方式发现了能够共价修饰RNA结合蛋白NONO的小分子，可以调节癌基因的转录过程，为后续RBP功能机制研究以及针对RBP的功能小分子设计提供了思路。
本文作者：MYZ
责任编辑：TZY
原文链接：https://www.nature.com/articles/s41589-023-01270-0
文章引用：DOI：10.1038/s41589-023-01270-0
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