التيروزين الفسفر يلعب دورا هاما في نقل إشارة في الخلايا1،2. هذا التعديل ما بعد الترجمة هو تحفيزه من قبل كينازات التيروزين البروتين (PTKs) وعكسها من قبل فوسفاتاتات التيروزين البروتين (PTPs). لذلك ، فإن وظيفة PTK أو PTP الشاذة تؤدي إلى العديد من الأمراض البشرية الموروثة أو المكتسبة3و4و5و6. وSrc-homology 2 (SH2) المجال التي تحتوي على phosphatase 2 (SHP2) هو نوع غير مستقبلات أعرب عنها على نطاق واسع PTP PTP من قبل بروتو أونكوجين PTPN117 وهو المنظم الرئيسي للعديد من العمليات الفسيولوجية التي تنطوي على نقل إشارة عن طريق تفعيل راس / راف / ERK ، PI3K / AKT ، أو JAK / STAT إشارات المسارات8. عادة، يتم تنظيم نشاط SHP2 بإحكام من أجل منع الإشارات المنحرفة. تحت الظروف القاعدية SHP2 هو autoinhied من قبل المجال N- المحطة الطرفية SH2، الذي يمنع الوصول إلى الموقع النشط ضمن المجال الفوسفاتيز الحفاز (الشكل 1A)9،10. عند تنشيط الخلية، تقوم بروتينات الربط الفوسفورية التيروزين بتجنيد SHP2، مما يؤدي إلى اعتماد تركيبها النشط، حيث يمكن الوصول إلى الموقع النشط الآن إلى ركائزه. في العديد من أنواع السرطان SHP2 النشاط مرتفع. وقد تم تحديد الطفرات الجسدية كسب من وظيفة (GOF) في PTPN11 أساسا في اللوكيميا ومنع ربط المجال N-SH2 إلى المجال فوسفاتاتيز، مما أدى إلى SHP2 نشط بشكل تأسيسي (الشكل 1B)11. الطفرات GERMLINE GOF في PTPN11 هي المسؤولة عن ~ 50٪ من حالات متلازمة نونان, اضطراب النمو مع زيادة خطر الإصابة بالخطورة12. في الأورام الصلبة، حيث الطفرات PTPN11 نادرة، مستويات أكبر من البروتينات ملزمة الفوسفورية تؤدي إلى تعزيز نشاط SHP2(الشكل 1C). SHP2 مهم أيضا للإشارة نقطة تفتيش المناعة، كما مستقبلات نقطة تفتيش مثل BTLA أو PD-1 تجنيد SHP2 لجزيئات الإشارات الرئيسية ديفوسفوريلا، ومنع تنشيط الخلايا المناعية13،14،15.
وقد كان استهداف PTPs مع جزيئات صغيرة تحديا، وذلك لأن الموقع النشط من PTPs هو الحفاظ على درجة عالية من مشحونة؛ مثبطات التي تستهدف الموقع النشط غالبا ما تكون قوية، ولكن تظهر الانتقائية الفقراء والتوافر البيولوجي عن طريق الفم16،17،18،19،20،21،22. في الواقع، العديد من المثبطات SHP2 ذكرت تعاني من ضعف الانتقائية وعدم الفعالية في الخلايا23. في الآونة الأخيرة، تم الإبلاغ عن مثبطات اللويسترية من SHP2 مع قوة جيدة وانتقائية ممتازة (على سبيل المثال، SHP09924 و RMC-455025) وأثارت اهتماما متجددا في مثبطات SHP2. المركبات على أساس SHP099 و RMC-4550 حاليا في المرحلة الأولى التجارب السريرية لعلاج الأورام الصلبة مع مستقبلات كيناز التيروزين (RTK) تفعيل المسار26,27. في حين وضع حجر الأساس، هذه المركبات غير فعالة ضد العديد من المسوخ SHP2 oncogenic التي تدفع تولد الكرية في عدد كبير من مرضى سرطان الدم28،29،30. هذا النقص في قوة المركبات الشبيهة بـ SHP099 نحو المتغيرات SHP2 oncogenic ينبع من آلية التليسية الفريدة ، لأنها تمنع نشاط SHP2 عن طريق الربط وتثبيت التشكل غير النشط والمغلق ، والذي يتم تعطيله في المسوخ SHP2. علاوة على ذلك, استنادا إلى تقرير31مؤخرا , آليات المقاومة التكيفية في المرضى الذين عولجوا مع مثبطات مثل SHP099 يمكن تصورها تماما. وبالتالي، فإن تطوير الجيل القادم من مثبطات SHP2 التي تستهدف حالته النشطة والمفتوحة هو موضوع بحث مكثف.
توصيف مثبطات SHP2 رواية في الخلايا هو جانب أساسي من عملية تحسين الرصاص. بشكل حاسم، ثبت المشاركة المستهدفة من المانع في ظل الظروف الفسيولوجية يوفر مستوى إضافي من الثقة التي يتم نشرها بكفاءة الموارد للكيمياء الطبية على المركبات مع الكفاءة الخلوية الواعدة. في الماضي، تم تطوير عدة طرق لتقييم ربط مثبطات الجزيئات الصغيرة لأهدافها، في المقام الأول بالنسبة للبروتينكيناز 32. لتطوير SHP2 الخلية الهدف الاشتباك المقايسة، استخدمنا الخلوية التحول الحراريالمقايسة 33. هذا الفحص، على غرار التحول الحراري في المختبر (PTS) للبروتينات34، يراقب الاستقرار الحراري البروتيني المستهدف ، والذي عادة ما يتم تغييره من خلال ربط الجزيئات الصغيرة. المقايسة الأصلية هي تحليل منخفض الإنتاجية يستخدم الأجسام المضادة لتحديد مستويات البروتين المستهدفة. بدلا من ذلك، اخترنا البديل ذكرت مؤخرا من تحليل التحول الحراري الذي يستخدم β-galactosidase إنزيم تكملة جزء (EFC) مقايسة(الشكل 2)35. لهذه التجارب، يتم التعبير عن البروتين من الفائدة في الخلايا كبروتين الانصهار N- أو C-المحطة الطرفية تحمل علامة ProLabel المحسنة (ePL، وهو جزء من الأحماض الأمينية 42 من β-galactosidase). ثم يتم نقل الخلايا إلى 384 جيدا لوحات متوافقة PCR ومحتضنة مع المركبات ذات الفائدة. ويستخدم الدراجات الحرارية لتطبيق تدرج درجة الحرارة على الخلايا، التي البروتينات سوف التكهد والتجميع كما يزيد درجة الحرارة على أساس استقرارها الحراري. إن قدرة المركب المرشح على ربط البروتين الذي يهمه وتثبيته سيؤدي إلى زيادة الاستقرار الحراري لهذا البروتين. لذلك ، بعد تحلل الخلايا ، ستظل البروتينات الموسومة التي استقرت من قبل مركب مرشح في الحل في درجات حرارة أعلى من بروتينات الخلايا الموسومة من الخلايا المحتضنة مع التحكم في السيارة. مراسل إنزيم acceptor (EA) قادر على استكمال البروتينات ذات العلامات ePL القابلة للذوبان ، مما يؤدي إلى نشاط β -galactosidase قابل للكشف باستخدام ركيزة الإنارة.
لقد طورنا مؤخرًا مقايسة حرارية خلوية قوية لـ SHP2 من النوع البري (SHP2-WT) ومتغير SHP2 oncogenic المتكرر (SHP2-E76K) فيتنسيق384-well مصغر. هنا، نحن الإبلاغ عن بروتوكول مفصل من هذا الفحص، الذي يكشف بشكل موثوق الاشتباك المستهدف من قبل مثبطات SHP2 في الخلايا ويظهر درجة عالية من الارتباط بين قوة المانع وبيانات التحول الحراري الخلوي. ويتضح سير العمل في الحسبة العامة في الشكل 3. تستخدم منصتنا بروتينات الاندماج ePL-SHP2 ذات الطول الكامل EPL-SHP2. للحصول على توليد pICP-ePL-N-SHP2-WT وpICP-ePL-N-SHP2-E76K التعبير، يرجى الرجوع إلى نشرنا الأخيرة36. ويمكن إجراء هذا الفحص باستخدام التدرج الحراري لإنشاء SHP2 الملامح الحرارية وتحديد SHP2 ذوبان درجات الحرارة في وجود أو عدم وجود المانع. وبمجرد تحديد الملامح الحرارية، يمكن أيضاً تنفيذها في ظل ظروف متساوية، مما يسمح بتقييم استجابة الجرعة المانعة. ويرد أدناه وصف لكلا النوعين من التجارب.