Мощный ацил

Nature Communications, том 14, номер статьи: 1455 (2023) Цитировать эту статью

3289 Доступов

1 Цитаты

23 Альтметрика

Подробности о метриках

Выявление того, как малые молекулы убивают малярийных паразитов, может привести к созданию новых «химически подтвержденных» мишеней. Оказывая давление на паразитов бесполой стадии крови Plasmodium falciparum с помощью трех новых структурно несвязанных противомалярийных соединений (MMV665924, MMV019719 и MMV897615) и выполняя анализ последовательности всего генома на устойчивых линиях паразита, мы идентифицируем множественные мутации в ацил-КоА-синтетазе P. falciparum ( ACS) гены PfACS10 (PF3D7_0525100, M300I, A268D/V, F427L) и PfACS11 (PF3D7_1238800, F387V, D648Y и E668K). Аллельная замена и термическое профилирование протеома подтверждают, что PfACS10 является мишенью этих соединений. Мы демонстрируем, что этот белок необходим для роста паразитов путем условного нокдауна, и наблюдаем повышенную чувствительность к соединениям при снижении экспрессии. Ингибирование PfACS10 приводит к снижению содержания триацилглицеринов и накоплению его липидных предшественников, что дает ключевое понимание его функции. Анализ гена PfACS11 и его мутаций указывает на его роль в обеспечении резистентности за счет снижения стабильности белка.

Несмотря на значительный прогресс в ликвидации малярии, во Всемирном докладе о малярии за 2022 год оценивается 247 миллионов новых случаев заболевания и 619 000 смертей, связанных с малярией в 2021 году1. Для лечения этого заболевания используется ограниченное количество классов противомалярийных препаратов, и существует определенная степень устойчивости почти к каждому терапевтическому агенту. наблюдался по крайней мере в некоторых популяциях паразитов Plasmodium falciparum в эндемичных районах. Идентификация новых противомалярийных препаратов, действующих на новые пути воздействия, имеет важное значение для расширения репертуара доступных лекарств.

За последнее десятилетие более 5 миллионов соединений было проверено на фенотипический скрининг на P. falciparum и было идентифицировано более 25 000 соединений с низкой или субмикромолярной активностью2,3,4,5,6,7. Идентификация химически подтвержденных мишеней этих хитовых соединений может стать катализатором использования мощных подходов, таких как структурно-ориентированное открытие лекарств, скрининг фрагментов или библиотеки, закодированные ДНК, для ускорения открытия и разработки лекарств от малярии. Консорциум по борьбе с малярией (MalDA) стремится идентифицировать новые мишени для лекарств у P. falciparum с помощью хемогеномного подхода8, уделяя особое внимание малым молекулам, выявленным как хиты при фенотипическом скрининге цельных клеток. Основная стратегия этого консорциума заключается в применении in vitro эволюции устойчивых паразитов и высокопроизводительного секвенирования нового поколения, которое выявило множество новых целей и механизмов устойчивости9,10,11,12.

Здесь мы используем более ранние отчеты об экспериментах по развитию резистентности in vitro с тремя различными химическими каркасами (MMV665924, MMV019719 и MMV897615), чтобы получить новое представление о потенциальных лекарственных мишенях PfACS10 и PfACS11, консервативных членах ацил-КоА-синтетазы P. falciparum (PfACS). семейство ферментов8,12,13. Ферменты PfACS наиболее похожи на синтетазы длинноцепочечных жирных кислот (ACSL), которые активируют свободные жирные кислоты (ЖК) предпочтительной ацильной цепи 12–20 путем связывания их с коферментом А в двухэтапном АТФ-зависимом процессе. , в результате чего образуется ацил-КоА14. Эукариотические ACSL отдают предпочтение определенной длине и степени насыщения FA-субстрата15,16,17,18. Паразиты поглощают ЖК из хозяина19,20, а активация ЖК с помощью PfACS позволяет им включаться в различные виды липидов, необходимые для роста паразитов. Это включает накопление нейтральных липидов (триацилглицеринов и диацилглицеринов) в липидных каплях21,22.

Используя аллельную замену и термическое профилирование протеома, мы приводим доказательства того, что PfACS10 является незаменимым белком и мишенью для MMV665924, MMV019719 и MMV897615. Ингибирование PfACS10 приводит к снижению содержания триацилглицеринов и накоплению их липидных предшественников. С другой стороны, хотя аллельная замена мутаций в PfACS11 фенокопирует выбранные линии, наши данные условного нокдауна демонстрируют, что PfACS11 не важен для бесполого роста паразитов, подразумевая, что PfACS11 может быть посредником в устойчивости, а не быть прямой мишенью.