Identification of small molecule allosteric modulators of 5,10-methylenetetrahydrofolate reductase (MTHFR) by targeting its unique regulatory domain
Notice bibliographique
Résumé
The folate and methionine cycles, constituting one-carbon metabolism, are critical pathways for cell survival. Intersecting these two cycles, 5,10-methylenetetrahydrofolate reductase (MTHFR) directs one-carbon units from the folate to methionine cycle, to be exclusively used for methionine and S-adenosylmethionine (AdoMet) synthesis. MTHFR deficiency and upregulation result in diverse disease states, rendering it an attractive drug target. The activity of MTHFR is inhibited by the binding of AdoMet to an allosteric regulatory domain distal to the enzyme's active site, which we have previously identified to constitute a novel fold with a druggable pocket. Here, we screened 162 AdoMet mimetics using differential scanning fluorimetry, and identified 4 compounds that stabilized this regulatory domain. Three compounds were sinefungin analogues, closely related to AdoMet and S-adenosylhomocysteine (AdoHcy). The strongest thermal stabilisation was provided by (S)-SKI-72, a potent inhibitor originally developed for protein arginine methyltransferase 4 (PRMT4). Using surface plasmon resonance, we confirmed that (S)-SKI-72 binds MTHFR via its allosteric domain with nanomolar affinity. Assay of MTHFR activity in the presence of (S)-SKI-72 demonstrates inhibition of purified enzyme with sub-micromolar potency and endogenous MTHFR from HEK293 cell lysate in the low micromolar range, both of which are lower than AdoMet. Nevertheless, unlike AdoMet, (S)-SKI-72 is unable to completely abolish MTHFR activity, even at very high concentrations. Combining binding assays, kinetic characterization and compound docking, this work indicates the regulatory domain of MTHFR can be targeted by small molecules and presents (S)-SKI-72 as an excellent candidate for development of MTHFR inhibitors.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».