De novo Design of Mini-Protein Binders Targeting Allosteric Sites of MALT1 Towards Cancer Therapeutics

Η MALT1 (Mucosa-Associated Lymphoid Tissue Lymphoma Translocation Protein 1) αποτελεί βασικό ρυθμιστή της σηματοδότησης NF-κB, και η απορρύθμιση της δραστηριότητάς της εμπλέκεται σε ποικίλες αιματολογικές κακοήθειες και συμπαγείς όγκους, συμπεριλαμβανομένων του γλοιοβλαστώματος και του παγκρεατικού αδενοκαρκινώματος. Ο διττός ρόλος της στην επιβίωση των καρκινικών κυττάρων και στη διατήρηση των ανοσοκατασταλτικών ρυθμιστικών Τ κυττάρων (Τregs) στο μικροπεριβάλλον του όγκου καθιστά τη μερική αλλοστερική αναστολή την προτιμώμενη θεραπευτική στρατηγική - επαρκής για να παρεμποδίσει την ογκογόνο σηματοδότηση και τον επαναπρογραμματισμό των διηθούντων τον όγκο Tregs, ενώ παράλληλα διατηρεί επαρκή δραστηριότητα ώστε να αποφεύγεται συστηματική αυτοανοσία. Παρά την κλινική πρόοδο πολλαπλών μικρομοριακών αναστολέων, μακρομοριακές θεραπευτικές προσεγγίσεις και πρωτεϊνικοί προσδέτες έναντι της MALT1 δεν έχουν ακόμη αναφερθεί. Στην παρούσα μελέτη αναπτύξαμε μια in silico εκστρατεία σχεδιασμού de novo μικρών πρωτεϊνικών προσδετών στοχεύοντας δύο δομικά και λειτουργικά διακριτές αλλοστερικές θέσεις στην ανθρώπινη MALT1: τη Θέση 1 στην επιφάνεια της δομικής επικράτειας παρακασπάσης (PDB: 3V55, apo διαμόρφωση, hotspots V395, L440, I445, L448) και τη Θέση 2 στη διεπαφή των περιοχών παρακασπάσης/Ig3 (PDB: 6H4A, holo διαμόρφωση, hotspots V381, L383, N393, L401), με στόχο τον εντοπισμό ενός ποικιλόμορφου συνόλου υποψηφίων μορίων υψηλής υπολογιστικής αξιοπιστίας, κατάλληλων για πειραματική αξιολόγηση. Υλοποιήθηκε μια ολοκληρωμένη υπολογιστική μεθοδολογία που περιλάμβανε: de novo δημιουργία πρωτεϊνικών σκελετών με RFdiffusion (100.000 ανά θέση), σχεδιασμό αμινοξικής αλληλουχίας με SolubleMPNN, δομικό έλεγχο με AlphaFold3 όλων των συμπλόκων προσδέτη-MALT1, σειριακό φιλτράρισμα δύο σταδίων με κριτήρια δομικής αξιοπιστίας και δυνατότητας ανάπτυξης στο εργαστήριο, ανάλυση αμινοξικής ακολουθίας και δομικής ποικιλομορφίας με ιεραρχική ομαδοποίηση Ward και λεπτομερή χαρακτηρισμό των διεπαφών δέσμευσης δέκα επιλεγμένων υποψηφίων σε τρία επίπεδα εμπιστοσύνης χρησιμοποιώντας το AlphaBridge. Μέσω σταδιακού φιλτραρίσματος, από περίπου 200.000 αρχικούς προσδέτες (100.000 ανά θέση), διακρίναμε 505 (0.51%) πρωτεϊνικά μόρια για τη Θέση 1 και 961 (0.96%) για τη Θέση 2 που εμφανίζουν υψηλή προβλεπόμενη ποιότητα δέσμευσης, αυξημένη διαλυτότητα και ποικιλομορφία. Η ιεραρχική ομαδοποίηση Ward κατένειμε κάθε σύνολο σε πέντε δομικές ομάδες, παράγοντας δέκα αντιπροσωπευτικούς κορυφαίους προσδέτες – πέντε για κάθε θέση. Η παρούσα εργασία παρουσιάζει την πρώτη απόπειρα de novo σχεδιασμού μικρών πρωτεϊνικών συνδετών έναντι της παρακασπάσης MALT1, παρέχοντας δέκα δομικά χαρακτηρισμένους υποψηφίους υψηλής υπολογιστικής αξιοπιστίας σε δύο αλλοστερικές θέσεις, μέσω μιας αρθρωτής ολοκληρωμένης μεθοδολογίας τεχνητής νοημοσύνης που μπορεί δυνητικά να εφαρμοστεί σε ποικίλους πρωτεϊνικούς στόχους. Οι επιλεγμένοι υποψήφιοι θα αξιολογηθούν σε καρκινικές κυτταρικές σειρές υπερεκφράζουσες MALT1, προερχόμενες από ασθενείς με αδενοκαρκίνωμα παγκρέατος ή γλοιοβλάστωμα.

Authors dc:creator

• Τσιούνη Ειρήνη
• Tsiouni Eirini

• Θετικές Επιστήμες
• Science

Language dc:language

English

Identifier

uoadl:5376222

OAI identifier oai:identifier

oai:lib.uoa.gr:uoadl:5376222