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探究Cdc2样激酶:结构、生物功能与疾病治疗的新靶点

发布时间:2023-04-10
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  近日,郑州大学基础医学院宋孟秋团队在《Signal Transduction and Targeted Therapy》杂志上发表了一篇题为《Cdc2-like kinases: structure, biological function, and therapeutic targets for diseases》的综述文章,详细介绍了Cdc2样激酶(CLKs)在多种疾病中的关键作用及其作为治疗靶点的潜力。

  Cdc2样激酶(CLKs)属于双特异性蛋白激酶家族,在通过磷酸化SR蛋白(如SRSF1-12)来调控转录剪接方面发挥着重要作用。CLKs的异常调控与多种疾病相关,包括神经退行性疾病、杜氏肌营养不良症、炎症性疾病、病毒复制和癌症。因此,CLKs被视为潜在的治疗靶点,研究人员对其抑制剂进行了广泛的研究。CLKs家族包括四种同源蛋白(CLK1-4),这些蛋白在进化上是高度保守的。它们主要在细胞核中通过磷酸化剪接因子的Ser-Arg富集区域发挥功能,调控前mRNA的剪接,从而生成不同的蛋白质异构体,这对细胞的生长和存活至关重要。

  在结构上,CLK1的结构和功能已被深入研究。其催化域位于C端,包含“EHLAMMERILG”基序,而N端则含有介导与底物相互作用的Ser-Arg重复序列。CLK1不仅磷酸化Ser-Arg二肽,还磷酸化Ser-Lys和Ser-Pro位点,调控多达100多个基因的可变剪接。

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图1:CLKs蛋白的结构示意图

  在功能上,CLKs在神经退行性疾病、杜氏肌营养不良症(DMD)、炎症性疾病以及癌症等多种人类疾病中发挥重要的作用。CLKs通过调控下游靶标的功能,从选择性剪接和非选择性剪接两个方面调控相关功能的变化,从而导致多种疾病的发生发展。

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图2:CLKs蛋白在非癌症疾病中的功能总结

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图3:CLKs及其抑制剂在癌症中的功能及机制

  在抑制剂方面,本文总结了与CLKs相关的小分子抑制剂及其在多种人类疾病中的治疗潜力。例如,Lorecivivint在膝骨关节炎的临床试验中表现出良好的安全性和耐受性,TG003在DMD患者细胞中有效促进dystrophin基因的外显子跳跃。

  综上所述,该综述文章系统地介绍了CLKs家族成员的结构、生物功能及其在多种人类疾病进展中的潜在作用,特别是相关抑制剂在治疗中的重要性,为未来临床治疗奠定了基础。