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Jul 09, 2023

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Scientific Reports volume 12, Numéro d'article : 13520 (2022) Citer cet article 1066 Accès 2 Citations 8 Détails d'Altmetric Metrics SMIFH2 est un inhibiteur de petites molécules de la famille des formines de

Rapports scientifiques volume 12, Numéro d'article : 13520 (2022) Citer cet article

1066 accès

2 citations

8 Altmétrique

Détails des métriques

SMIFH2 est une petite molécule inhibitrice de la famille des régulateurs du cytosquelette de la formine qui a été identifiée à l'origine lors d'un criblage de la suppression de la polymérisation de l'actine induite par la formine Diaphanous 1 (mDia1) de souris. Malgré l'utilisation répandue de ce composé, on ne sait pas si SMIFH2 inhibe toutes les formes humaines. De plus, la nature des interactions protéine/inhibiteur reste insaisissable. Nous avons analysé SMIFH2 contre des formines humaines représentant six des sept classes de mammifères et avons découvert une activité inhibitrice contre toutes les formines testées. Nous avons synthétisé un panel de dérivés de SMIFH2 et avons constaté que, même si de nombreuses altérations perturbent l'activité de SMIFH2, la substitution d'un groupe méthoxy donneur d'électrons à la place du brome ainsi que l'halogénation du cycle furane augmentent la puissance d'environ cinq fois. Semblables au SMIFH2, les dérivés actifs sont également des pan-inhibiteurs des formines testées. Ce résultat suggère que même si la puissance peut être améliorée, l’objectif de distinction entre les domaines FH2 hautement conservés pourrait ne pas être réalisable à l’aide de l’échafaudage SMIFH2.

Les membres de la famille des régulateurs du cytosquelette des formines sont associés à une grande variété de processus cellulaires eucaryotes essentiels1,2. Les formines varient dans leurs fonctions biochimiques, qui comprennent la nucléation du filament d'actine, l'association processive avec les extrémités du filament en croissance, le regroupement des filaments d'actine, la liaison/stabilisation des microtubules et la séparation du filament d'actine (examiné par Chesarone et al.3). Ces fonctions sont généralement exécutées par les domaines d'homologie formique (FH) 1 et 2 dans la partie C-terminale de la protéine (Fig. 1B). Le domaine FH2 est conservé de la levure à l’homme4,5 et est principalement un homodimère α-hélicoïdal avec une architecture en forme de beignet qui entoure l’extrémité dynamique « barbelée » du filament d’actine6,7,8,9. Le domaine FH1 est une région non structurée riche en proline qui se lie à la profiline, une abondante protéine de liaison au monomère d'actine 10,11. Ensemble, ces domaines peuvent moduler la croissance des filaments d'actine12 et également déplacer d'autres protéines de liaison aux extrémités barbelées13,14. Dans de nombreuses isoformes de formine, la région N-terminale contient des domaines régulateurs qui suppriment l'activité des domaines FH1 et FH215,16,17.

Constructions et purification du formine. (A) Arbre phylogénétique des formines basé sur DeWard et al.2 Pour analyser diverses formines humaines, nous avons sélectionné des représentants de six des sept sous-classes de formines de mammifères. (B) Les constructions « FFC », qui incluent les domaines FH1 et FH2 et toutes les séquences C-terminales, ont été isolées pour chaque formine (DID, domaine inhibiteur diaphane ; DAD, domaine autorégulateur diaphane). (C) SDS-PAGE montrant la pureté de chaque fragment FFC de formine recombinante après purification par coloration de Coomassie (voir Figure S7 pour le gel non recadré).

SMIFH2 (1-(3-bromophényl)-5-(furan-2-ylméthylène)-2-thioxodihydropyrimidine-4,6(1H,5H)-dione) a été découvert lors d'une sélection in vitro de composés qui inhibent le domaine mDia FH2 , d'où son nom Small Molecule Inhibitor of FH218. SMIFH2 est supposé être un inhibiteur de la panformine sur la base de données biochimiques montrant qu'il peut inhiber les formines de levure Bni1, Fus1 et Cdc12, la formine du nématode CYK-1 et la formine de souris DIAPH118. Des données plus récentes montrent des interactions de SMIFH2 avec des formines végétales, notamment la formine-119 d'Arabidopsis. Cependant, l’hypothèse selon laquelle SMIFH2 est un pan-inhibiteur n’a jamais été testée in vitro pour divers domaines FH2 de mammifères. Pour sonder comment les formines contribuent aux processus cellulaires, les inhibiteurs de pan ainsi que les inhibiteurs spécifiques sont utiles. Un inhibiteur spécifique de l'isoforme de Dia1 et Dia2 de souris, mais pas de Dia3, a été signalé, mais sa faible solubilité dans les milieux de culture cellulaire a entravé son utilisation20.

Les inhibiteurs de petites molécules ont été d’une valeur inestimable dans l’étude de la fonction cytosquelettique. Ceux-ci incluent des composés naturels qui agissent directement sur les filaments du cytosquelette21, ainsi que des composés principalement synthétiques qui ciblent les protéines de liaison du cytosquelette comme SMIFH2, l'inhibiteur d'Arp2/3 CK66622 et l'inhibiteur de myosine, la blébbistatine et ses analogues23. En raison de l'importance de la régulation du cytosquelette médiée par la formine chez les eucaryotes, SMIFH2 a été utilisé dans au moins 324 études sur les rôles cellulaires des formines dans la construction des cytosquelettes d'actine et de microtubules (manuscrits originaux dans une recherche Google Scholar pour « SMIFH2 », mai 2022).