不可成药靶点新突破：活细胞中订书肽文库筛选出转录因子抑制剂

分享一篇发表在Cell Chemical Biology上的文章，题目为“Intracellular cyclization-coupled peptide library screening yields potent transcription factor antagonists”，通讯作者是来自巴斯大学的Jody M. Mason教授和Andrew Brennan，主要的研究方向为多肽抑制剂的开发。

近年来多种蛋白的抑制剂不断被发现，但因转录因子存在蛋白质-DNA结合界面而被认为是一类不可成药的蛋白靶点，其抑制剂开发在药物化学领域仍然面临着巨大的挑战。基因编码的多肽文库筛选是一项有力的技术，本文作者结合了多肽的化学环化策略和活细胞中多肽筛选方法，成功发现了一种能够抑制致癌转录因子CREB1的功能性环肽。

作者利用了此前发展的一种在原核细胞中得以应用的，名为转录阻滞存活TBS的多肽文库筛选技术。其基本原理为，将目标转录因子结合的DNA序列引入二氢叶酸还原酶DHFR表达的DNA序列中，当目标转录因子正常和DNA序列结合后，DHFR不再表达，细胞无法生长，而在不同的基因编码多肽文库表达时，只有那些能够对转录因子起到抑制效果的多肽才能恢复细胞的生长状态，随后通过测序，便能筛选出靶向DNA-蛋白质界面的功能性多肽。同时，多肽抑制剂文库中涉及到一类订书肽的环化策略，其主要目的在于通过人为添加化学交联剂，从而生成一类带有构象约束的多肽文库，已被广泛应用于α螺旋结构的稳定中，从而增强多肽对靶标的亲和力。目前选择的化学交联剂大多表现出半胱氨酸的高反应活性，本文作者选择将上述两种策略结合起来，通过直接向细菌培养基中添加双亲电试剂，实现对多肽文库的环化，从而能够在一轮筛选中同时兼顾多肽序列和最佳构象限制残基位置，优化了筛选流程。

实验方面，以模型多肽做验证，在综合评估了细胞毒性、小分子化合物渗透性和反应性后，作者最终确认了两种小分子CDCB和mDBMB在形成订书肽的过程中表现较好。随后作者将目光移向对CREB1的抑制剂筛选上，在此前建立的多肽文库的基础上引入用于交联的半胱氨酸位点，随后通过PCR构建了质粒文库并进行上述筛选。筛选得到的订书肽在体外条件下进行了与靶标的结合测试，确实表现出比线性肽更强的亲和力。在多肽的一端偶联细胞穿透肽L6之后，作者发现该肽细胞渗透性得到提高，在转录组和蛋白组的水平上均下调了由CREB1调控的致癌基因表达量，并促进了癌细胞的凋亡。