The Discovery and Characterization of Chemical Degraders of the Histone Methyltransferase NSD2
Notice bibliographique
Résumé
Epigenetics describes changes in chromosome and gene expression without alterations in the DNA sequence. Nuclear receptor-binding SET domain-containing 2 (NSD2) is a histone methyltransferase responsible for the formation of dimethylated lysine 36 on histone 3 (H3K36me2) – an epigenetic mark that is associated with chromatin regions of active transcription. For that, NSD2 plays a significant role in gene regulation. NSD2 dysregulation, caused by either a gain-of-function mutation (resulting in NSD2 hyperactivity) or a translocation (resulting in NSD2 overexpression), is associated with oncogenesis in blood cancers. However, there are only limited available effective and selective modulators of NSD2 activity. This thesis describes the development of the first-in-class NSD2 selective chemical degrader, UNC8153, which can reduce the cellular levels of NSD2 and the associated H3K36me2 mark. UNC8153 targets the non-catalytic PWWP1 domain of NSD2 and contains a simple primary alkylamine moiety that recruits a previously unexploited E3 ubiquitin ligase to confer neddylation-, ubiquitination- and proteosome-dependent degradation of NSD2. The degradation of NSD2 by UNC8153 results in reduced pathological phenotypes in multiple myeloma cells with dysregulated NSD2. Subsequent optimization of UNC8153 to UNC8732 by modifying its linker achieved five-times greater potency. UNC8732 facilitates targeted degradation of NSD2 in acute lymphoblastic leukemia cells harboring the NSD2 gain-of-function mutation, resulting in growth suppression, apoptosis, and reversal of drug resistance. Through a BioID-based proteomics approach, I shed light on the previously unknown mechanism of action by discovering a targeted protein degradation strategy involving the recruitment of the SCFFBXO22 E3 ubiquitin ligase complex. The primary amine of UNC8732 was shown to be metabolized to an aldehyde species, which engages cysteine 326 of FBXO22 covalently and reversibly to recruit the SCFFBXO22 complex. I also demonstrate that a previously reported alkyl amine-containing chemical degrader targeting XIAP similarly depends on the SCFFBXO22 complex, suggesting the broader applicability of this TPD strategy. Overall, this thesis describes the first chemical probe for modulating NSD2 activity, meeting the stringent criteria for potency, selectivity, and in-cell activity, as well as one of the first recruiters of FBXO22 E3 ubiquitin ligase. This marks significant achievements in NSD2-targeting therapeutics and targeted protein degradation.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| 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.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».