摘要：研究人員通過冷凍電鏡(cryo-EM)解析了BRAF V600E等致癌突變體的三維結(jié)構(gòu)
來自Lavoie團隊的研究人員通過冷凍電鏡(cryo-EM)解析了BRAF V600E等致癌突變體的三維結(jié)構(gòu)，揭示其通過αC螺旋內(nèi)移破壞CRD-KD自抑制界面(CRD-out)，形成類二聚體活性構(gòu)象的分子機制。研究發(fā)現(xiàn)小分子抑制劑PLX8394可通過穩(wěn)定αC螺旋失活構(gòu)象恢復(fù)自抑制狀態(tài)，為靶向BRAF突變腫瘤治療提供新思路。
細胞通過復(fù)雜的RAS-ERK信號網(wǎng)絡(luò)調(diào)控增殖分化。當(dāng)細胞表面受體被激活時，小分子鳥苷三磷酸酶RAS會招募并激活RAF家族激酶，其中BRAF的致癌突變在人類癌癥中高頻出現(xiàn)。
圖1 BRAF致癌突變體通過共同機制規(guī)避自身抑制野生型BRAF在靜息狀態(tài)下通過富含半胱氨酸結(jié)構(gòu)域(CRD)與激酶結(jié)構(gòu)域(KD)的相互作用(CRD-in構(gòu)象)維持自抑制單體狀態(tài)。生長因子刺激后，BRAF通過KD二聚化激活。研究團隊運用冷凍電鏡解析了最具代表性的BRAFV600E突變體結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)其雖為單體卻呈現(xiàn)活性二聚體的特征：CRD-KD抑制性接觸被破壞(CRD-out)，KD呈現(xiàn)類似活性二聚體的構(gòu)象，特別是αC螺旋發(fā)生顯著內(nèi)移。這種構(gòu)象變化被證實是V600E突變驅(qū)動的核心激活機制。
圖2 通過冷凍電鏡（Cryo-EM）對致癌性BRAF變體（紅色陰影標(biāo)注）與野生型BRAF（藍色陰影標(biāo)注）進行結(jié)構(gòu)分析，揭示了其活性失控的分子機制
通過對比分析不同類別致癌突變體(Class 1-3)，研究揭示了它們共同的激活機制：αC螺旋內(nèi)移破壞自抑制，促使KD形成"預(yù)激活"構(gòu)象。有趣的是，抑制劑PLX8394能強制αC螺旋恢復(fù)"外翻"失活構(gòu)象，重建CRD-KD自抑制界面。該發(fā)現(xiàn)不僅統(tǒng)一解釋了各類BRAF突變體的激活原理，更暗示致癌突變可能模擬了野生型BRAF從抑制態(tài)單體向活性二聚體轉(zhuǎn)變的中間過渡態(tài)，為開發(fā)新型變構(gòu)抑制劑提供了關(guān)鍵理論依據(jù)。
參考資料
[1] BRAF oncogenic mutants evade autoinhibition through a common mechanism
摘要：研究人員通過冷凍電鏡(cryo-EM)解析了BRAF V600E等致癌突變體的三維結(jié)構(gòu)
來自Lavoie團隊的研究人員通過冷凍電鏡(cryo-EM)解析了BRAF V600E等致癌突變體的三維結(jié)構(gòu)，揭示其通過αC螺旋內(nèi)移破壞CRD-KD自抑制界面(CRD-out)，形成類二聚體活性構(gòu)象的分子機制。研究發(fā)現(xiàn)小分子抑制劑PLX8394可通過穩(wěn)定αC螺旋失活構(gòu)象恢復(fù)自抑制狀態(tài)，為靶向BRAF突變腫瘤治療提供新思路。
細胞通過復(fù)雜的RAS-ERK信號網(wǎng)絡(luò)調(diào)控增殖分化。當(dāng)細胞表面受體被激活時，小分子鳥苷三磷酸酶RAS會招募并激活RAF家族激酶，其中BRAF的致癌突變在人類癌癥中高頻出現(xiàn)。
圖1 BRAF致癌突變體通過共同機制規(guī)避自身抑制野生型BRAF在靜息狀態(tài)下通過富含半胱氨酸結(jié)構(gòu)域(CRD)與激酶結(jié)構(gòu)域(KD)的相互作用(CRD-in構(gòu)象)維持自抑制單體狀態(tài)。生長因子刺激后，BRAF通過KD二聚化激活。研究團隊運用冷凍電鏡解析了最具代表性的BRAFV600E突變體結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)其雖為單體卻呈現(xiàn)活性二聚體的特征：CRD-KD抑制性接觸被破壞(CRD-out)，KD呈現(xiàn)類似活性二聚體的構(gòu)象，特別是αC螺旋發(fā)生顯著內(nèi)移。這種構(gòu)象變化被證實是V600E突變驅(qū)動的核心激活機制。
圖2 通過冷凍電鏡（Cryo-EM）對致癌性BRAF變體（紅色陰影標(biāo)注）與野生型BRAF（藍色陰影標(biāo)注）進行結(jié)構(gòu)分析，揭示了其活性失控的分子機制
通過對比分析不同類別致癌突變體(Class 1-3)，研究揭示了它們共同的激活機制：αC螺旋內(nèi)移破壞自抑制，促使KD形成"預(yù)激活"構(gòu)象。有趣的是，抑制劑PLX8394能強制αC螺旋恢復(fù)"外翻"失活構(gòu)象，重建CRD-KD自抑制界面。該發(fā)現(xiàn)不僅統(tǒng)一解釋了各類BRAF突變體的激活原理，更暗示致癌突變可能模擬了野生型BRAF從抑制態(tài)單體向活性二聚體轉(zhuǎn)變的中間過渡態(tài)，為開發(fā)新型變構(gòu)抑制劑提供了關(guān)鍵理論依據(jù)。
參考資料
[1] BRAF oncogenic mutants evade autoinhibition through a common mechanism
