发表在JACS上的文章，文章题目为“Homologous Peptide Foldamer Promotes FUS Aggregation and Triggers Cancer Cell Death”，本文通讯作者为国家纳米科学中心的王浩研究员和上海有机化学研究所生物与化学交叉中心的刘聪研究员，前者的研究方向主要是医用高分子材料，后者的研究方向主要是与神经退行性疾病相关蛋白质的错误折叠、异常积聚和淀粉样化的分子机理和结构基础研究。
肉瘤融合蛋白（fused in sarcoma, FUS）是一种DNA/RNA结合蛋白，对细胞的各种生理过程至关重要，它主要位于细胞核中，有时会在细胞核和细胞质之间穿梭。FUS是一种由526个氨基酸组成的蛋白，主要有三个部分组成：一个无序的N端低复杂性结构域（LC domain）、两个折叠的RNA识别基序（ZnF和RRM）以及三个非结构化的RGG结构域。它的结构特征导致难以解析其结构，从而无法分析其结合口袋开发靶向药物。而肽自组装被广泛认为是通过非共价相互作用产生纳米/微结构，从而形成以β片或者α螺旋二级结构为特征的纳米纤维。这种机制促使作者考虑从FUS蛋白中提取β折叠片段（因为β折叠通常含有较少的氨基酸，合成简单）在体外合成，那么合成的β折叠片段或许会靶向FUS中的同源序列。
作者根据FUS的ZnF/RRM/RGG结构域的序列设计了四种β折叠肽，他们使用ThT荧光来检测这些肽在合成之后是否能保持β折叠结构，发现β4肽表现出较好的折叠能力，于是后续以β4肽为研究重点。之后作者使用Co-IP实验检测了β4肽与FUS是否能结合，质谱结果表明，使用固载了FUS抗体的磁珠可以在细胞裂解液与β4肽的混合溶液中富集β4肽，而没有检测到合成的其他三条肽的信号，说明β4肽与FUS之间的相互作用是特异的，作者还用分子对接分析了β4肽与FUS之间的相互作用。为了在细胞水平研究β4肽与FUS的相互作用，作者给β4肽添加了一段穿膜肽序列，并且证明了该序列不会影响β4肽的性能。之后的共聚焦显微镜实验表明β4-TAT可以进入细胞核并形成β折叠结构。作者还尝试给β4肽添加可以检测分子聚集的NBD探针分子得到β4-TAT-NBD探针，随后的实验结果表明β4肽可以促进细胞核中的FUS蛋白聚集。之后作者评估了β4-TAT对细胞活力的影响，β4-TAT可以显著降低FUS高表达细胞系的活力，而对低表达细胞系几乎没有毒性。作者还尝试探究β4-TAT的作用机制，结果表明β4-TAT激活细胞死亡途径较为复杂，不是单一机制。
综上所述，作者基于肽自组装的机理，从FUS的结构出发找到了其同源肽折叠体，可以促进FUS蛋白聚集并诱导FUS高表达细胞的死亡。
本文作者：LZ
责任编辑：ZF
原文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c03420
文章引用：https://doi.org/10.1021/jacs.4c03420
