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结构生物学服务

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SHP099-SHP2 小分子蛋白复合物
SHP099是诺华(Novartis)发现的SHP2小分子抑制剂。青云瑞晶复刻了SHP099与SHP2的小分子-蛋白复合物结构,达到了1.9 Å的分辨率。

背景

SHP2(Src homology 2 containing protein tyrosine phosphatase2)是由PTPN11基因编码的一种非受体型蛋白酪氨酸磷酸酶(PTP)。SHP2作为磷酸酶,在维持蛋白质酪氨酸磷酸化的稳态过程中起重要的作用,参与调控细胞内多条信号通路(RAS/RAF/MEK/ERK、PI3K/AKT和JAK/STAT)。由于其参与调控多条重要的信号通路,SHP2的过度活化与多种癌症相关。因此,已成为癌症药物研发的重要靶点。

SHP2包含2个SH2结构域(N-SH2, C-SH2),1个高度保守的PTP催化结构域和1个含有2个酪氨酸磷酸化位点(Tyr542和Tyr580)的C端尾部区域。在非活化状态下,SHP2的N-SH2与PTP结构域结合,维持磷酸酶活性的自抑制状态;当SH2与磷酸化的酪氨酸残基结合时,蛋白构象发生改变,自抑制状态解除,发挥磷酸酶的功能使靶点蛋白去磷酸化。

SHP2作为癌症治疗的潜在靶点,其抑制剂的开发已成为抗肿瘤药物研发的热门领域之一。传统的SHP2抑制剂设计思路是针对其正构位点(PTP催化活性中心),然而由于PTP高度保守,导致针对PTP催化结构域设计的小分子抑制剂具有较低的选择性。另一个思路是开发变构抑制剂,诺华在2016年开发的SHP099是针对SHP2靶点的首个变构抑制剂。SHP099与C-SH2,N-SH2和PTP结构域交界处的隧道状变构口袋结合,使SHP2维持在自抑制构象,催化活性受到抑制。

以下为青云瑞晶复刻的实验结果:

SHP2蛋白纯化

本实验使用的表达系统是大肠杆菌表达系统(BL21),蛋白纯化步骤使用的是Ni-NTA柱纯化,随后过一遍分子筛。

图一 分子筛和SDS-PAGE结果

晶体生长和衍射数据收集

本实验使用坐滴气相扩散法结晶,在同步辐射光源对蛋白晶体进行衍射数据信息收集。

图二 SHP099-SHP2共晶和衍射图

结构解析

解析SHP099-SHP2复合物的三维结构,分辨率为1.9 Å。

图三 SHP099-SHP2复合物的三维结构
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