抑制剂虚拟性成瘾

2842018,42(4):284-293PROGRESSINPHARMACEUTICALSCIENCES接受日期:2017-09-27项目资助:国家自然科学基金青年基金(No.
81502915);国家级大学生创新创业训练计划项目(No.
G15052);中国药科大学药学基地科研训练及科研能力提高项目(No.
J1310032)*通讯作者:郭小可,副教授;研究方向:生物活性分子的设计与合成;Tel:025-83271351;E-mail:kexin95@126.
com组蛋白甲基转移酶G9a抑制剂的研究进展王楚慧1,赵铜鑫1,陈维琳1,湛云鹏1,张涵煦1,尤启冬1,2,郭小可1,2*(1.
中国药科大学江苏省药物分子设计与成药性优化重点实验室,江苏南京210009;2.
中国药科大学药物化学教研室,江苏南京210009)[摘要]组蛋白甲基转移酶G9a可以催化组蛋白H3K9发生单甲基化、二甲基化及缓慢的三甲基化,也可以特异性地催化一些非组蛋白如p53的甲基化.
G9a参与体内许多生物学过程,并与人类的各种疾病特别是肿瘤的发生和发展密切相关,被认为是一个具有广阔前景的肿瘤治疗新靶标.
因此,G9a抑制剂的开发受到广泛关注.
综述近10年报道的G9a小分子抑制剂的研究进展,以期为现有抑制剂的临床进展和新型抑制剂的开发提供参考.
[关键词]G9a;抗肿瘤;小分子抑制剂;甲基转移酶[中图分类号]R914.
4;R979.
1[文献标志码]A[文章编号]1001-5094(2018)04-0284-10ResearchProgressinInhibitorsofHistoneMethyltransferaseG9aWANGChuhui1,ZHAOTongxin1,CHENWeilin1,ZHANYunpeng1,ZHANGHanxu1,YOUQidong1,2,GUOXiaoke1,2(1.
JiangsuKeyLaboratoryofDrugDesignandOptimization,ChinaPharmaceuticalUniversity,Nanjing210009,China;2.
DepartmentofMedicinalChemistry,ChinaPharmaceuticalUniversity,Nanjing210009,China)[Abstract]HistonemethyltransferaseG9aisresponsibleforcatalyzingthemono-,di-andslowlytrimethylationofhistoneH3lysine9(H3K9).
Itcanalsospecificallymethylatelysine373intumorsuppressorp53.
G9aplayscrucialrolesindiversebiologicalprocessesandvarioushumandiseasesespeciallyinthepathogenesisandprogressofcancer.
Itisconsideredasapromisingnovelantineoplastictarget.
Hence,thedevelopmentofitsinhibitorshasreceivedincreasedattention.
TheresearchadvancesindifferentclassesofsmallmolecularinhibitorsofG9areportedoverthepastdecadewerereviewed,soastoprovidereferencefortheclinicaldevelopmentofsmallmolecularinhibitorsandthediscoveryofnovelinhibitors.
[Keywords]G9a;antineoplastictarget;smallmolecularinhibitor;methyltransferase组蛋白甲基转移酶G9a又称作常染色质组蛋白赖氨酸N-甲基转移酶2(euchromatichistone-lysineN-methyltransferase2,EHMT2),可以催化组蛋白H3第9位赖氨酸(H3K9)和p53的赖氨酸373(K373)的甲基化.
G9a样蛋白(G9a-likeprotein,GLP)也称EHMT1,与G9a在SET(suppressorofvariegation3-9,enhancerofzesteandtrithorax)结构域有80%的同源性,且二者可以形成异质二聚体[1].
研究表明,G9a与人免疫缺陷病毒-1(humanimmunedeficiencyvirus-1,HIV-1)潜伏期的维持[2]、可卡因的成瘾性[3-4]、中枢神经系统紊乱[5]、基因表达与转录[6-8]及造血干细胞的分化[9-11]等过程或疾病密切相关.
此外,其还可作为p21转录的辅助激活因子而导致细胞凋亡[12].
大量证据表明,G9a在白血病[13]、前列腺癌[13-14]、肝癌[15]和肺癌[16]等多种癌症中均过度表达,G9a基因的敲除可以抑制前列腺癌、肺癌等细胞的生长.
在小鼠模型中,当敲除G9a后,可以观察到急性粒细胞性白血病(acutemegakaryoblasticleukemia,AML)发展变缓[17].
由此可见,G9a介导的组蛋白甲基化与肿瘤的发生发展密切相关,因此G9a被认为是一个具有广阔前景的新型抗肿瘤靶点,其抑制剂的开发也受到越来越多的关注.
目前G9a的抑制剂主要分为两类——天然产物抑·前沿与进展·ADVANCESINPHARMACEUTICALSCIENCES285制剂及合成小分子抑制剂.
天然产物结构较复杂且选择性低,而化学合成小分子结构类型少、体内活性数据缺乏,并且均处于临床前研究阶段,这些都限制了其临床开发.
因此,研究和发现结构新颖、活性较高且理化性质优良的抑制剂也逐渐成为各个研究者的目标.
本文主要综述近10年来报道的G9a小分子抑制剂,以期为现有抑制剂的临床进展和新型小分子抑制剂的发现提供参考.
1G9a的潜在生物学功能及其与疾病的关系G9a属于蛋白质su(var)3-9(suppressorofvariegation3-9)家族,位于常染色体chr6p21.
31[18],含有保守的su(var)、enhancerofzeste、trithorax(SET)催化结构域[18-22].
研究表明,G9a主要催化介导H3K9发生二甲基化(H3K9me2)[18,23],另外也催化H3K9me、H3K9me3及H3K27的甲基化修饰等[24].
其可以将辅因子S-腺苷甲硫氨酸(S-adenosylmethionine,SAM)的甲基转移到底物的赖氨酸残基上(见图1),使其发生甲基化修饰[18].
除了以组蛋白为底物外,G9a还可以催化一些非组蛋白发生甲基化,如催化p53Lys373发生二甲基化,从而使其丧失转录活性等[13].
大量证据表明,G9a在基因表达、转录调控,以及细胞分化、增殖、衰老等众多生物学过程中都扮演了重要的角色[1,18,25-29].
G9a敲除的胚胎干细胞(embyronicstemcells,ESCs)虽然没有表现出明显的生长缺陷,但却显现出严重的分化缺陷[1].
G9a也可以调控成人干细胞的分化,如G9a的抑制会导致人类造血干祖细胞(hematopoieticstemandprogenitorcells,HSPCs)分化停滞[30].
此外,研究表明,G9a在维持基因沉默及哺乳动物DNA甲基化中也发挥了重要作用[18].
当G9a因催化区域突变而丧失活性或基因敲除G9a后均可导致小鼠胚胎发育迟缓,并在9.
5~12.
5d后死亡[1].
G9a重要且复杂的生物学功能决定了其在神经系统紊乱性疾病及恶性肿瘤中的重要作用.
除了前文所提到的G9a与白血病等多种癌症的关系外,还有研究表明,G9a能够通过促进上皮细胞黏附分子(epithelialcelladhesionmolecule,EpCAM)基因启动子区的H3K9me2修饰,从而抑制EpCAM的表达,最终促进肺癌的侵袭和转移[31].
在乳腺癌中G9a能够通过与Snail相互作用,从而促进乳腺癌细胞发生上皮间叶细胞转化(epithelial-mesenchymaltransition,EMT)[32].
综上所述,G9a具有复杂的生物学功能,与神经系统的功能和疾病密切相关,并且在众多肿瘤中均过度表达.
异常表达的G9a可通过直接或间接的方式引发基因突变、扩增,或引起某些关键蛋白的表达和失活,最终导致肿瘤的发生[33].
因此,G9a在肿瘤中生物学功能的进一步研究对其抑制剂的开发具有重要的指导意义.
K:赖氨酸Me:甲基蛋白质蛋白质图1G9a以SAM作为辅因子催化底物发生甲基化[18]Figure1MethylationoflysineresiduebyG9awithSAMasacofactor[18]2G9a抑制剂随着G9a在疾病尤其是肿瘤的发生发展中的重要作用不断被发现,G9a抑制剂的开发也逐渐受到关注,越来越多的G9a抑制剂被发现和合成.
根据其来源不同,主要分为天然产物及其衍生物抑制剂和合成小分子抑制剂两大类.
其中,按照作用方式,又可将G9a抑制286剂分为:SAM竞争性抑制剂和底物竞争性抑制剂.
由于几乎所有的组蛋白甲基转移酶都可利用SAM催化底物发生甲基化,因此SAM竞争性抑制剂对G9a不具有选择性;而底物竞争性抑制剂对G9a相较其他甲基转移酶选择性较好,抑制活性较佳,其与G9a蛋白的复合物晶体结构如图2所示.
图2G9a蛋白与底物竞争性抑制剂复合物的晶体结构[34]Figure2Co-crystalstructureofthecomplexofG9a-substratecompetitiveinhibitor[34]Ala1077Arg1080Arg117Ser1084Tyr1154Asp1088Asp1083Leu1086注:其中黄色部分代表抑制剂的结构,绿色部分代表底物G9a的关键氨基酸残基,为了凸显赖氨酸结合槽,G9a结构有所变换.
天然产物抑制剂主要有两类:一是毛壳素(chaetocin,1)[35]及其结构简化得到的衍生物;二是西奈芬净(2,对G9a的IC50为509μmol·L-1)及其结构修饰得到的类似物.
由于天然产物存在结构较复杂、活性低以及选择性较差等问题,G9a小分子抑制剂的开发逐渐受到关注.
本文主要针对G9a的小分子抑制剂进行综述.
目前已被成功合成的小分子按结构主要分为以下6类:喹唑啉类、苯并咪唑类、螺环-吲哚类、喹啉类、蒽环并异唑类及其他类抑制剂.
本文从发现优化及生物活性等方面对各类小分子抑制剂展开介绍.
122.
1喹唑啉类抑制剂2.
1.
1BIX01294化合物BIX01294(3)是首个被报道的赖氨酸甲基转移酶小分子抑制剂,也是最早被发现的G9a选择性小分子抑制剂.
GLP与BIX01294的晶体复合物解析[36]表明其是底物竞争性抑制剂[37].
2007年,Kubicek等[37]通过高通量筛选125000个化合物后发现了能够选择性抑制G9a/GLP的BIX01294.
但是BIX01294对GLP(IC50=0.
7μmol·L-1)的选择性高于G9a(IC50=1.
9μmol·L-1)[36].
在细胞水平,BIX01294在4.
1μmol·L-1时即可下调H3K9me2表达,而不会改变H3K9me1和H3K9me3的表达水平,也不改变H3K27、H3K36和H4K20的甲基化表达[36].
但是BIX01294也存在一些问题,如对G9a的抑制活性低,其产生相应细胞活性的浓度也会导致细胞毒性同时产生,这也限制了BIX01294作为G9a和GLP化学探针的使用[38].
2.
1.
2UNC0224为了提高化合物BIX01294的活性,Liu等[39]通过基于结构的药物合理设计与改造,发现活性和选择性均较好的G9a抑制剂UNC0224(4,IC50=15nmol·L-1).
通过对GLP-BIX01294共晶复合物的研究,Chang等[36]发现,BIX01294的4位苄基位于结合口袋之外;因此该团队推测,BIX01294的4位1-苄基哌啶-4-氨基可以被小基团如1-甲基哌啶-4-亚氨基或更小的氨基取代,而且还会降低其相对分子质量从而提高其细胞活性[40].
通过共晶复合物还发现,BIX01294虽然占据了GLP绝大多数活性口袋,但是并没有伸入赖氨酸口袋[36].
因此,为了更好地占据狭长的赖氨酸口袋,Liu等[40]通过保留BIX01294的2位活性氨基,并对4位氨基进行修饰,同时在7位引入7-氨烷氧基侧链,合成了化合物UNC0224.
与化合物BIX01294相比,化合物UNC0224的活性显著提高[Kd=(23±8)nmol·L-1],理化性质也得到改善,并且毒性较低,IC50/EC50比值较高[34].
此外,化合物UNC0224具有很好的选择性,其对G9a和GLP的抑制活性为SETD7和SETD8的1000倍,因此其应用范围较广[38],被当作工具分子来使用[40].
2.
1.
3UNC0321G9a-UNC0224共晶复合物是G9a和小分子抑制剂的首个共晶结构.
Liu等[40]通过对该结构的分析,对UNC0224进行结构改造后发现了化合物UNC0321(5).
UNC0321是目前所报道的活性最好的G9a抑制剂(IC50=6nmol·L-1),Ki为63pmol·L-1,287分别较化合物BIX01294和UNC0224提高了250和40倍[40].
与此同时,化合物UNC0321对G9a具有高度的选择性[40],但是其对多种细胞株活性均较低[38],原因可能是其极性太大从而导致透膜性较差[41].
2.
1.
4UNC0638为了改善UNC0321(5)的细胞活性,Vedadi等[38]设计合成了一系列类似物,最终发现了活性较好的化合物UNC0638(6).
其是G9a(IC501000nmol·L-1;G9a:IC50=5000nmol·L-1);活性测试结果显示,UNC0737对G9a和GLP的活性不到UNC0638的1/300,因此其主要在研究过程中被作为阴性对照.
2.
1.
7UNC0642为了改善UNC0638的体内药动学性质,Liu等[47]对UNC0638进行结构优化,得到G9a和GLP的首个体内化学探针——UNC0642(10).
研究表明,UNC0642在雄性瑞士白化小鼠(SwissAlbino)中血浆浓度远高于UNC0638,因此适用于动物实验[34].
UNC0642是一个底物竞争性抑制剂,Ki为(3.
7±1)nmol·L-1,对G9a和GLP体外抑制活性较高(IC50<2.
5nmol·L-1),且选择性良好;此外,UNC0642细胞活性高而细胞毒性较低,可以显著下调肿瘤细胞和正常细胞H3K9me2表达[34],这使得其应用范围更加广泛.
2.
1.
8UNC0965Konze等[48]报道了UNC0638的生物素标记衍生物UNC0965(11,IC50<2.
5nmol·L-1).
其体外活性和细胞活性均较高,可以作为一个有效的化学探针,利用基于化学抑制剂的染色体免疫沉淀反应方法(chemicalinhibitor-basedchromatinimmunoprecipitation,chem-ChIP)来定位G9a在染色体上的位置[48].
2.
1.
9E67、E70和E72Chang等[49]基于对BIX01294(3)结构修饰的启发,设计合成了新的喹唑啉类衍生物E67(12)、E70(13)和E72(14).
该类化合物含有类似赖氨酸和甲基赖氨酸的结构.
这些修饰很好地提升了化合物对GLP的抑制活性,E67的IC50为(273±10)nmol·L-1,Kd为(244±29)nmol·L-1[49].
E70为E67的单甲基化类似物,其Kd与E67的相近[(203±26)nmol·L-1],但其IC50较大(1.
3μmol·L-1).
除了与E67相似的结构修饰,E72还引入了5-氨戊烷基,进一步提升了化合物对GLP的抑制活性[IC50=(164±20)nmol·L-1,Kd=(136±22)nmol·L-1)][48].
E72细胞毒性较低,但细胞活性较差,因此还有待进一步修饰以获得细胞活性更高的化合物.
2.
1.
10TM2-115、867750和867751化合物TM2-115(15,IC50=32nmol·L-1)在体外可通过抑制寄生虫组蛋白甲基转移酶的活性而快速且不可逆地杀死疟原虫[50],因此作为特异性的寄生虫组蛋白甲基转移酶抑288制剂被研究和开发[51];且其在小鼠模型上对抗伯氏疟原虫和恶性疟原虫均口服有效[50].
为了进一步提高该类化合物体外抗疟活性及其对伯氏疟原虫抗增殖的选择性,通过对其构效关系的深入研究,发现了具有很高的抗Pf3D7(P.
falciparum)活性的化合物867750(16,IC50=37.
6nmol·L-1)[52].
该化合物所具有的29位哌啶环可阻止CYP450的氧化,因此代谢稳定.
化合物867751(17)以甲基取代化合物867750的4位哌啶胺上的苄基,其对G9a的抑制活性与化合物867750接近(IC50=36.
6nmol·L-1)[52].
因此,推测二氨基喹唑啉骨架结构的化合物极有可能发展成为目前急需的新型抗疟药物,但其药动学性质还有待进一步改善.
1034567812112891316172.
2苯并咪唑类抑制剂2.
2.
1BIX01338BIX01338(18)也是Kubicek等[37]通过高通量筛选得到的活性较好(IC50=4.
7μmol·L-1)的化合物.
其抑制作用相对广泛,机制研究表明,BIX01338为SAM竞争性抑制剂,故对G9a选择性较差[37].
182.
2.
2BRD9539和BRD47702012年,Yuan等[53]以BIX01338为基础,通过合成一系列2-取代苯并咪唑结构的化合物而发现了BRD9539(19)及其甲酯化产物BRD4770(20).
化合物BRD9539对G9a的IC50为6.
3μmol·L-1,且为SAM竞争性抑制剂,抑制率随着SAM浓度的升高而降低[37].
虽然相比其他甲基转移酶,如SUV39H1、SUV39同源蛋白2(suppressorofvariegation3-9homologue2,SUV39H2)、赖氨酸特异性甲基转移酶2A(lysine(K)-specificmethyltransferase2A,KMT2A)、含有SET结构域的赖氨酸甲基转移酶7(SETdomaincontaininglysinemethyltransferase7,SETD7)、SETD8、蛋白质精氨酸甲基转移酶1(proteinargininemethyltransferase1,PRMT1)、PRMT3、PRMT5、DNMT1和组蛋白去乙酰化酶1-9(histonedeacetylases1-9,HDAC1-9),BRD9539对G9a选择性较佳,但其也可以同样的活性抑制PRC2-EZH2(polycombrepressivecomplex2-enhancerofzestehomolog2),并可在40μmol·L-1的浓度下抑制结合SET结构域细胞核受体蛋白1(nuclearreceptorbindingSETdomainprotein1,NSD1).
目前关于其抑制GLP的活性尚少见报道,因此其是否是一个G9a和GLP的选择性抑制剂还有待考证[34].
化合物BRD4770(20,IC50=5μmol·L-1)的活性及选择性均优于化合物BRD9539.
其在浓度为10μmol·L-1时可以显著降低细胞H3K9me2和H3K9me3表达,提高H3K9me1表达[53],H3K27me3表达则不受影响[34].
此外,研究表明,即使给药72h,BRD4770也不会诱导胰腺癌-1(pancreaticcancer-1,PANC-1)细胞中细胞凋亡蛋白酶Caspase3/7的活性,而用BIX01294仅给药12h即可增加细胞内该酶的活性,表明BRD4770细胞毒性较低[34].
192014152902.
3螺环-吲哚类抑制剂2014年,Sweis等[54]报道了化合物A-366(21),其对G9a和GLP的IC50分别为3.
3和38nmol·L-1.
A-366具有全新的螺环(环丁基-1,3'-吲哚)-2'-胺的母核结构[34].
机制研究表明,化合物A-366为底物竞争性抑制剂,其与G9a的共晶复合物也证实了这一点;该共晶结构还揭示,A-366与G9a/GLP的Asp1074和Asp1078以氢键结合,其7-氨环丙氧基与赖氨酸结合通道结合,类似于化合物UNC0224和UNC0638与G9a的结合模式[34].
A-366对G9a和GLP选择性高于其他甲基转移酶,包括SUV39H2、MLL1、SETDB1、SETD7、SETD8、PRMTs(1,3,5,6,8)、SMYD2(SETandMYNDdomaincontaining2)、SMYD3、EZH1、EZH2、SUV420H1、SUV420H2和DNMT1[34].
对于人类前列腺癌细胞株PC3,用A-366在3μmol·L-1浓度下给药72h后,其H3K9me2表达可下降约50%,H3K27me3和H3K36me2的表达则不受影响[34].
212.
4喹啉类抑制剂Srimongkolpithak等[55]发现了具有喹啉骨架的全新的G9a抑制剂——HKMTI-1-247(22)和HKMTI-1-248(23).
机制研究表明,该类化合物为底物竞争性抑制剂,化合物HKMTI-1-247和HKMTI-1-248活性较高,约为化合物BIX01294的5倍,其抑制G9a的IC50分别为(13±1)和(31±3)nmol·L-1;此外,HKMTI-1-247和HKMTI-1-248对G9a有很好的选择性,在50μmol·L-1的浓度下,除了对SETD2和EZH2有中等程度的抑制活性外,对其他甲基转移酶抑制活性均很低[55].
222.
5蒽环并异唑类抑制剂目前抑制剂的发现主要倾向于高通量筛选(high-throughputscreen,HTS)和对现有抑制剂如BIX01294等的结构修饰.
笔者课题组通过计算机辅助药物设计中形状相似性搜索(shape-basedvirtualscreening)方法,对商业化合物库进行虚拟筛选,发现、设计和合成了一类以"6H-蒽环[1,9-cd]异唑-6-酮"为骨架的全新的G9a抑制剂[56].
课题组先以化合物UNC0638为基础构建形状相似性ROCS(rapidoverlayofchemicalstructures)模型,对ChemDiv数据库进行虚拟筛选,得到了以"6H-蒽环[1,9-cd]异唑-6-酮"为骨架的化合物CPUY074001(24);其在10μmol·L-1浓度下对G9a的抑制率为39.
34%[56].
课题组继续以CPUY074001作为苗头化合物,通过对CPUY074001与G9a结合模式和三维-定量构效关系(3Dquantitativestructure-activityrelationship,3D-QSAR)的结果分析,设计合成了2个系列的化合物;其中有部分化合物表现出较好的活性,且对多株肿瘤细胞表现出很好的抗增殖活性;其中,CPUY074020(25)不仅具有良好的G9a抑制活性和肿瘤细胞株抗增殖活性,而且还可以降低H3K9me2的表达,诱导肿瘤细胞的凋亡.
此外,CPUY074020还表现出很好的体内药动学性质[56],有望成为一个具有开发前景的先导化合物,为后续新型G9a抑制剂的研究提供参考.
252.
6其他类抑制剂2.
6.
1DCG066Kondengaden等[57]通过虚拟筛选,发现了一个具有全新骨架结构的G9a抑制剂DCG066(26).
DCG066可以直接与G9a结合并在体外抑制其甲基转移酶的活性.
DCG066抑制G9a高表达的白血病细胞株K562的IC50为(1.
7±0.
1)μmol·L-1,且其细胞毒性较低[57].
因此,DCG066既可以作为先导化合物为G9a抑制剂的后续研究提供参考,也可以作为探索G9a生物学功能的化学探针[57].
24232912.
6.
2CBC-12、AO-153和CM-272近期研究发现,DNMT抑制剂CBC-12(27)在体外也具有G9a抑制活性(IC50=70μmol·L-1)[58].
CBC-12所具有的长链骨架也提示新的抑制剂骨架的发现.
分子对接结果显示,化合物CBC-12可能通过占据辅因子结合口袋来抑制G9a,因此推测其为SAM竞争性抑制剂[59].
此外,AO-153[60]和CM-272[61]作为2种新的G9a抑制剂也已被发现,但其结构信息目前尚不明确.
因此,发现和寻找具有全新结构骨架及活性良好的G9a抑制剂仍具有广阔的前景.
26273结语与展望综上所述,组蛋白甲基转移酶G9a可以催化组蛋白和非组蛋白靶点发生甲基化.
其在众多生物学过程中都扮演了很重要的角色,与肿瘤细胞的增殖、凋亡、分化以及运动能力改变等密切相关.
基于这些重要的功能,G9a逐渐被认为是一个有前景的新型抗肿瘤靶点.
近10年来关于G9a生物学作用的研究也推动了其选择性小分子抑制剂的开发.
尽管G9a复杂的生物学功能已不断被揭示,但其抑制剂的开发仍处于起步阶段.
首先,自2007年首个合成小分子BIX01294被报道以来,目前已有不少结构类型的小分子G9a抑制剂被发现,但其发现途径仅限于化合物的高通量筛选和对已知化合物的结构改造,利用计算机辅助药物设计(computer-aideddrugdesign,CADD)等其他手段发现具有全新结构的G9a抑制剂仍然具有较大的研究空间.
其次,为了更好地探索G9a的生物学作用,还需要发现更多的具有良好的体内外活性、较好的选择性以及优良理化性质的高质量的化学探针.
此外,由于G9a与GLP高度同源,所以几乎全部的抑制剂对G9a和GLP均无很好的选择性.
因此迫切需要发现特异性的高选择性的G9a抑制剂,以有效区分G9a和GLP,进而研究各自的生物学作用.
最后,虽然临床前研究结果显示小分子抑制剂能较快地抑制G9a的酶活性,下调相应组蛋白甲基化的表达.
但是通常需要作用7~10d后才能显著抑制相应细胞的增殖,提示抑制剂可能起效较缓慢,这也可能是阻碍其向临床推进的一个原因.
综上所述,本文阐述了G9a的生物学功能及其在人类众多疾病中的作用,以及目前所报道的各类G9a小分子抑制剂,而目前对G9a生物学功能的认知仍不全面,其抑制剂的研究更是处于起步阶段.
因此,对G9a在肿瘤中生物学功能的进一步研究也将指导其抑制剂的开发.
本文旨在为靶向G9a的成药性小分子抑制剂的开发提供参考,希望能为现有抑制剂的临床进展和新型抑制剂的开发提供帮助.
TachibanaM,SugimotoK,NozakiM,etal.
G9ahistonemethyltransferaseplaysadominantroleineuchromatichistoneH3lysine9methylationandisessentialforearlyembryogenesis[J].
GenesDev,2002,16(14):1779-1791.
ImaiK,TogamiH,OkamotoT.
InvolvementofhistoneH3lysine9(H3K9)methyltransferaseG9ainthemaintenanceofHIV-1latencyanditsreactivationbyBIX01294[J].
JBiolChem,2010,285(22):16538-16545.
MazeI,CovingtonIIIHE,DietzDM,etal.
EssentialroleofthehistonemethyltransferaseG9aincocaine-inducedplasticity[J].
Science,2010,327(5962):213-216.
CovingtonHE,MazeI,SunHS,etal.
Aroleforrepressivehistonemethylationincocaine-inducedvulnerabilitytostress[J].
Neuron,2011,71(4):656-670.
SchaeferA,SampathSC,IntratorA,etal.
ControlofcognitionandadaptivebehaviorbytheGLP/G9aepigeneticsuppressorcomplex[J].
Neuron,2009,64(5):678-691.
LinkPA,GangisettyO,JamesSR,etal.
DistinctrolesforhistonemethyltransferasesG9aandGLPincancergerm-lineantigengeneregulationinhumancancercellsandmurineembryonicstemcells[J].
Mol[1][2][3][4][5][6][参考文献]292[7][8][9][10][11][12][13][14][15][16][17][18][19][20][21][22][23][24][25][26][27][28][29][30][31][32][33][34][35][36]CancerRes,2009,7(6):851-862.
TachibanaM,MatsumuraY,FukudaM,etal.
G9a/GLPcomplexesindependentlymediateH3K9andDNAmethylationtosilencetranscription[J].
EMBOJ,2008,27(20):2681-2690.
DongKB,MaksakovaIA,MohnF,etal.
DNAmethylationinEScellsrequiresthelysinemethyltransferaseG9abutnotitscatalyticactivity[J].
EMBOJ,2008,27(20):2691-2701.
ShiY,DespontsC,DoJT,etal.
InductionofpluripotentstemcellsfrommouseembryonicfibroblastsbyOct4andKlf4withsmall-moleculecompounds[J].
CellStemCell,2008,3(5):568-574.
ShiY,DoJT,DespontsC,etal.
Acombinedchemicalandgeneticapproachforthegenerationofinducedpluripotentstemcells[J].
CellStemCell,2008,2(1):525-528.
ChenXJ,Skutt-KakariaK,DavisonJ,etal.
G9a/GLP-dependenthistoneH3K9me2patterningduringhumanhematopoieticstemcelllineagecommitment[J].
GenesDev,2012,26(22):2499-2511.
OhST,KimKB,ChaeYC,etal.
H3K9histonemethyltransferaseG9a-mediatedtranscriptionalactivationofp21[J].
FEBSLett,2014,588(5):685-691.
HuangJ,DorseyJ,ChuikovS,etal.
G9aandGlpmethylatelysine373inthetumorsuppressorp53[J].
JBiolChem,2010,285(13):9636-9641.
KondoY,ShenL,AhmedS,etal.
DownregulationofhistoneH3lysine9methyltransferaseG9ainducescentrosomedisruptionandchromosomeinstabilityincancercells[J].
PLoSOne,2008,3(4):e2037.
KondoY,ShenLL,SuzukiS,etal.
AlterationsofDNAmethylationandhistonemodificationscontributetogenesilencinginhepatocellularcarcinomas[J].
HepatolRes,2007,37(11):974-983.
WatanabeH,SoejimaK,YasudaH,etal.
Deregulationofhistonelysinemethyltransferasescontributestooncogenictransformationofhumanbronchoepithelialcells[J].
CancerCellInt,2008,8(1):1-12.
LehnertzB,PabstC,SuL,etal.
ThemethyltransferaseG9aregulatesHoxA9-dependenttranscriptioninAML[J].
GenesDev,2014,28(4):317-327.
TachibanaM,SugimotoK,FukushimaT,etal.
SETdomain-containingprotein,G9a,isanovellysine-preferringmammalianhistonemethyltransferasewithhyperactivityandspecificselectivitytolysines9and27ofhistoneH3[J].
BiolChem,2001,276(27):25309-25317.
RealS,EisenhaberF,O'CarrollD,etal.
Regulationofchromatinstructurebysite-specifichistoneH3methyltransferases[J].
Nature,2000,406(6796):593-599.
O'CarrollD,ScherthanH,PetersAH,etal.
IsolationandcharacterizationofSuv39h2,asecondhistoneH3methyltransferasegenethatdisplaystestis-specificexpression[J].
MolCellBiol,2000,20(24):9423-9433.
TamaruH,SelkerEU.
AhistoneH3methyltransferasecontrolsDNAmethylationinneurosporacrassa[J].
Nature,2001,414(6861):277-283.
ZhangX,TamaruH,KhanSI,etal.
StructureoftheneurosporaSETdomainproteinDIM-5,ahistoneH3lysinemethyltransferase[J].
Cell,2002,111(1):117-127.
OgawaH,IshiguroK,GaubatzS,etal.
AcomplexwithchromatinmodifiersthatoccupiesE2F-andMyc-responsivegenesinG0cells[J].
Science,2002,296(5570):1132-1136.
WuH,ChenXZ,XiongJ,etal.
HistonemethyltransferaseG9acontributestoH3K27methylationinvivo[J].
CellRes,2010,21(2):365-367.
ShankarSR,BahirvaniAG,RaoVK,etal.
G9a,amultipotentregulatorofgeneexpression[J].
Epigenetics,2013,8(1):16-22.
TachibanaM,UedaJ,FukudaM,etal.
HistonemethyltransferasesG9aandGLPformheteromericcomplexesandarebothcrucialformethylationofeuchromatinatH3-K9[J].
GenesDev,2005,19(7):815-826.
JenuweinT,LaibleG,DornR,etal.
SETdomainproteinsmodulatechromatindomainsineu-andheterochromatin[J].
CellMolLifeSci,1998,54(1):80-93.
PetersA,KubicekMS,MechtlerK,etal.
Partitioningandplasticityofrepressivehistonemethylationstatesinmammalianchromatin[J].
MolCell,2003,12(6):1577-1589.
RiceJC,BriggsSD,UeberheideB,etal.
Histonemethyltransferasesdirectdifferentdegreesofmethylationtodefinedistinctchromatindomains[J].
MolCell,2003,12(6):1591-1598.
ChenXJ,Skutt-KakariaK,DavisonJ,etal.
G9a/GLP-dependenthistoneH3K9me2patterningduringhumanhematopoieticstemcelllineagecommitment[J].
GenesDev,2012,26(22):2499-2511.
ChenMW,HuaKT,KaoHJ,etal.
H3K9histonemethyltransferaseG9apromoteslungcancerinvasionandmetastasisbysilencingthecelladhesionmoleculeEp-CAM[J].
CancerRes,2010,70(20):7830-7840.
DongC,WuY,YaoJ,etal.
G9ainteractswithSnailandiscriticalforSnail-mediatedE-cadherinrepressioninhumanbreastcancer[J].
JClinInvest,2012,122(4):1469-1486.
张洁,丁健,陈奕.
组蛋白甲基转移酶及其相应抑制剂在抗肿瘤领域的研究进展[J].
中国新药杂志,2014,23(5):533-540.
KaniskanHU,KonzeKD,JinJ.
Selectiveinhibitorsofproteinmethyl-transferases[J].
JMedChem,2015,58(4):1596-1629.
GreinerD,BonaldiT,EskelandR,etal.
IdentificationofaspecificinhibitorofthehistonemethyltransferaseSU(VAR)3-9[J].
NatChemBiol,2005,1(3):143-145.
ChangYQ,ZhangX,HortonJR,etal.
StructuralbasisforG9a-likeprotein293lysinemethyltransferaseinhibitionbyBIX-01294[J].
NatStructMolBiol,2009,16(3):312-317.
KubicekS,OsullivanRJ,AugustEM,etal.
ReversalofH3K9me2byasmall-moleculeinhibitorfortheG9ahistonemethyltransferase[J].
MolCell,2007,25(3):473-481.
VedadiM,Barsyte-LovejoyD,LiuF,etal.
AChemicalprobeselectivelyinhibitsG9aandGLPmethyltransferaseactivityincells[J].
NatChemBiol,2011,7(8):566-574.
LiuF,ChenX,Allali-HassaniA,etal.
Discoveryofa2,4-diamino-7-aminoalkoxyquinazolineasapotentandselectiveinhibitorofhistonelysinemethyltransferaseG9a[J].
JMedChem,2009,52(24):7950-7953.
LiuF,ChenX,Allali-HassaniA,etal.
ProteinlysinemethyltransferaseG9ainhibitors:design,synthesis,andstructureactivityrelationshipsof2,4-diamino-7-aminoalkoxy-quinazolines[J].
JMedChem,2010,53(15):5844-5857.
LiuF,Barsyte-LovejoyD,Allali-HassaniA,etal.
OptimizationofcellularactivityofG9ainhibitors7-aminoalkoxy-quinazolines[J].
JMedChem,2011,54(17):6139-6150.
Epsztejn-LitmanS,FeldmanN,Abu-RemailehM,etal.
DenovoDNAmethylationpromotedbyG9apreventsreprogrammingofembryonicallysilencedgenes[J].
NatStructMolBiol,2008,15(11):1176-1183.
EstèvePO,HangGC,SmallwoodA,etal.
DirectinteractionbetweenDNMT1andG9acoordinatesDNAandhistonemethylationduringreplication[J].
GenesDev,2006,20(22):3089-3103.
ChenLH,LiZY,ZwolinskaAK,etal.
MDM2recruitmentoflysinemethyltransferasesregulatesp53transcriptionaloutput[J].
EMBOJ,2010,29(15):2538-2552.
FritschL,RobinP,MathieuJ,etal.
AsubsetofthehistoneH3lysine9methyltransferasesSuv39h1,G9a,GLP,andSETDB1participateinamultimericcomplex[J].
MolCell,2010,37(1):46-56.
StadtfeldM,MaheraliN,BreaultDT,etal.
DefiningmolecularcornerstonesduringfibroblasttoiPScellreprogramminginmouse[J].
CellStemCell,2008,2(3):230-240.
LiuF,Barsyte-LovejoyD,LiFL,etal.
DiscoveryofaninvivochemicalprobeofthelysinemethyltransferasesG9aandGLP[J].
JMedChem,2013,56(21):8931-8942.
KonzeKD,PattendenSG,LiuF,etal.
Achemicaltoolforinvitroandinvivoprecipitationoflysinemethyltransferaseg9a[J].
ChemMedChem,2014,9(3):549-553.
ChangYQ,GaneshT,HortonJR,etal.
Addingalysinemimicinthedesignofpotentinhibitorsofhistonelysinemethyltransferases[J].
JMolBiol,2010,400(1):1-7.
MalmquistNA,MossTA,MecheriS,etal.
Small-moleculehistonemethyltransferaseinhibitorsdisplayrapidantimalarialactivityagainstallbloodstageformsinPlasmodiumfalciparum[J].
ProcNatAcadSci,2012,109(41):16708-16713.
PangAL,TitleAC,RennertOM.
ModulationofmicroRNAexpressioninhumanlungcancercellsbytheG9ahistonemethyltransferaseinhibitorBIX01294[J].
OncolLett,2014,7(6):1819-1825.
SundriyalS,MalmquistNA,CaronJ,etal.
Developmentofdiamino-quinazolinehistonelysinemethyltransferaseinhibitorsaspotentblood-stageantimalarialcompounds[J].
ChemMedChem,2014,9(10):2360-2373.
YuanY,WangQ,PaulkJ,etal.
Asmall-moleculeprobeofthehistonemethyltransferaseG9ainducescellularsenescenceinpancreaticadenocarcinoma[J].
ACSChemBiol,2012,7(7):1152-1157.
SweisRF,PliushchevM,BrownPJ,etal.
DiscoveryanddevelopmentofpotentandselectiveinhibitorsofhistonemethyltransferaseG9a[J].
ACSMedChemLett,2014,5(2):205-209.
SrimongkolpithakN,SundriyalS,LiF,etal.
Identificationof2,4-diamino-6,7-dimethoxyquinolinederivativesasG9ainhibitors[J].
MedChemComm,2014,5(12):1821-1828.
ChenWL,WangZH,FengTT,etal.
Discovery,designandsynthesisof6H-anthra[1,9-cd]isoxazol-6-onescaffoldasG9ainhibitorthroughacombinationofshape-basedvirtualscreeningandstructure-basedmolecularmodification[J].
BioorgMedChem,2016,24(22):6102-6108.
KondengadenSM,LuoLF,HuangK,etal.
DiscoveryofnovelsmallmoleculeinhibitorsoflysinemethyltransferaseG9aandtheirmechanisminleukemiacelllines[J].
EurJMedChem,2016,122:382-393.
HalbyL,ChampionC,Sénamaud-BeaufortC,etal.
RapidsynthesisofnewDNMTinhibitorsderivativesofprocainamide[J].
ChemBioChem,2012,13(1):157-165.
YooJ,ChoiS,Medina-FrancoJL.
MolecularmodelingstudiesofthenovelinhibitorsofDNAmethyltransferasesSGI-1027andCBC12:implicationsforthemechanismofinhibitionofDNMTs[J].
PLoSOne,2013,8(4):e1-13.
ItoA.
IdentificationofnovelhistoneH3K9methyltransferaseinhibitorsusingafluorescentbased-screeningsystemandvisualizationofhistoneH3K9methylationinlivingcells[C]//.
9thAFMCIntMedChemSymp(AIMECS),October15-18,2013,Taipei.
2013:AbstS1-02.
EdurneSJ,XabierA,ObduliaR,etal.
Discoveryoffirst-in-classreversibledualsmallmoleculeinhibitorsagainstG9aandDNMTsinhematologicalmalignancies[J].
NatCommun,2017,8:15424-15433.
[37][38][39][40][41][42][43][44][45][46][47][48][49][50][51][52][53][54][55][56][57][58][59][60][61]