$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
HDACs behoren tot een familie van enzymen kunnen deacetylate van histones binnen de structuur van de chromatine. Ook zij hebben andere substraten eiwit in het cytosol en bevinden zich in verschillende compartimenten van de cel. Een totaal van 18 HDAC isoforms tot nu toe hebben geïdentificeerd en verband met verschillende cel mechanismen, met inbegrip van de verordening van transcriptiefactoren genexpressie, alsmede cel signalering en vervoer van1,2,3,4,5,6,7. HDAC katalytische remmers opgedoken als potentiële therapeutische geneesmiddelen voor kankertherapie. Meeste HDAC remmers momenteel goedgekeurd door de FDA zijn voor de behandeling van T-cel lymfoom en multiple myeloma en zijn niet-specifieke HDAC remmers, zoals vorinostat (SAHA), belinostat en panobinostat8,9. Echter een aantal bijwerkingen zijn geassocieerd met pan-remmers, en het zoeken naar isovorm-specifieke kleine moleculen is een hot topic in medicinale chemie en drug discovery. Dienovereenkomstig, de klasse ik (HDAC1-3 en HDAC8) selectieve remmer romidepsin is een reeds goedgekeurde drug10, terwijl HDAC6-specifieke remmers momenteel onder klinische proeven, met verhoogde therapeutisch potentieel in multiple myeloma11,12,13,14,15 zijn.
Screening tests karakteriseren HDAC zijn remmers gebaseerd op de incubatie van een HDAC substraat met een enzymatische bron (één isovorm, nucleaire extract of cel lysate). Het substraat is meestal een kleine peptide-reeks met een acetyl lysine residu gekoppeld aan een cleavable fluorophore (bijvoorbeeld coumarine), zoals N-(4-methyl-7-aminocoumarinyl)-Nα-(t-butoxycarbonyl)-Nω-acetyllysineamide (MAL)16. Om deze te onderscheiden isovorm-specifieke activiteiten, afzonderlijke cel-gratis testen waarbij elke isovorm zijn noodzakelijk en mogelijk niet overeen met de echte isovorm activiteit in levende cellen. Isovorm-specifieke substraten zijn commercieel verkrijgbaar, zoals benzyl (S)-[1-(4-methyl-2-oxo-2H-chromen-7-ylcarbamoyl)-5-propionylaminopentyl]carbamate (MOCPAC, HDAC1 specifieke substraat) en (S)-[5-acetylamino-1-(2-oxo-4-trifluoromethyl-2H-chromen-7-ylcarbamoyl)pentyl]carbamic zuur tert-butyl ester (BATCP, HDAC6 specifieke substraat) (figuur 1B). Echter toestaat een meer-substraat-mengsel dat MAL bevat, MOCPAC en BATCP gegeven aan levende cellen niet de detectie van de afzonderlijke deacetylated producten door fluorimetrische meting, gezien het feit dat zij de zelfde cleavable fluorophore dragen.
De hier beschreven methode zorgt voor de detectie en kwantificering van de relatieve van elk substraat en haar deacetylated product in HeLa cellen met behulp van een meer-substraat assay gevolgd door UHPLC-ESI-MS/MS analyse17. Een HDAC-test is uitgevoerd op HeLa cellen om de directe identificatie van HDAC inhiberende activiteit en van de specificiteit van de test verbindingen op endogene HDACs. Er is een focus op HDAC1 en HDAC6, die gelijktijdig worden geëvalueerd. Om te bereiken deze enzymatische metingen in een enkele incubatie assay, wordt een mengsel van niet-specifieke en specifieke HDAC substraten toegevoegd aan behandeld en onbehandeld HeLa cellen verguld op een 96-wells-plaat. Na een incubatie stap, zijn cellen lysed de substraten en hun respectieve reactieproducten, die worden gescheiden en ontdekt een UHPLC-MS methode (Figuur 1 c) vrij te laten. De deacetylated producten van de MAL, MOCPAC en BATCP substraten zijn de deacetylated MAL (dMAL), deacetylated MOCPAC (dMOCPAC) en deacetylated BATCP (dBATCP), respectievelijk. Dosis / respons-curven kunnen worden gebouwd met actieve verbindingen.

Figuur 1: algemene regeling voor de cel-gebaseerde HDAC assay te identificeren van HDAC1 - en HDAC6-specifieke remmers door de UHPLC-MS-analyse van meerdere substraten. (A) schema van een typische 96-wells-plaat met behandeld (test verbindingen) onbehandeld (control) HeLa cellen, alsmede cel-vrij leeg. (B) chemische structuur van substraten toegevoegd als een mengsel (elke 21 µM) door endogene HDACs worden deacetylated. (C) UHPLC-MS (normaal) chromatografische tonen de pieken van de toegevoegde substraten (MAL, MOCPAC en BATCP) en hun deacetylated producten (dMAL, dMOCPAC, en dBACTP, respectievelijk). Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.