Структурные и клеточные данные об антагонистах DCTPP1 и их синергическом действии с ингибиторами ДНМТ

DCTPP1 — нуклеотидная пирофосфатаза, которая поддерживает геномную стабильность и эпигенетическое программирование, гидролизуя и предотвращая ошибочную инкорпорацию метилированных модифицированных основанием дезоксицитидинтрифосфатов в ДНК. Благодаря этой роли DCTPP1 может снижать эффективность ингибиторов ДНК-метилтрансфераз, основанных на нуклеотидных аналогах, и потому представляет собой перспективную терапевтическую мишень в лечении рака. Для поиска потенциальных антагонистов DCTPP1 мы провели высокопроизводительный химический скрининг фермента и выявили как уже известные, так и ранее неописанные классы ингибиторов с высокой субмикромолярной активностью. Структурная характеристика методом рентгеновской кристаллографии показала, что все ингибиторы занимают нуклеотидсвязывающий карман DCTPP1, взаимодействуя преимущественно с парой триптофанов и двумя критическими остатками гистидина, что имитирует взаимодействия с естественными субстратами. Биохимические анализы с модифицированными химическими скелетами подтвердили значимость наблюдаемых взаимодействий DCTPP1–антагонист, тогда как клеточные эксперименты продемонстрировали значительную синергию между ведущими ингибиторами и нуклеозидным аналогом децитабином в подавлении роста клеток рака предстательной железы. Специфичность и эффективность соединений были дополнительно подтверждены исследованиями потери и приобретения функции, что подтвердило зависимость их терапевтической синергии от активности DCTPP1. Эти результаты углубляют понимание DCTPP1 как терапевтической мишени и выявляют химические скелеты, способные потенцировать действие существующих нуклеотидных противораковых препаратов.