Redesenhando uma interface de FKBP-ligante para gerar dimerizadores químicos com nova especificidade

Os homodímeros de ligantes FKBP podem ser usados para ativar eventos de sinalização dentro de células e animais que foram engenheirados para expressar fusões entre domínios de sinalização apropriados e FKBP. No entanto, o uso desses dimerizadores in vivo é potencialmente limitado pela ligação do ligante ao FKBP endógeno. Nós projetamos ligantes que se ligam especificamente a um FKBP mutado em relação à proteína selvagem, remodelando uma interface FKBP-ligante para introduzir um bolso de ligação específico. Um composto contendo um substituinte etílico no lugar de um grupo carbonila exibiu afinidade sub-nanomolar e seleção de 1.000 vezes para um FKBP mutante com uma truncagem compensatória de um resíduo de fenilalanina. A análise estrutural e funcional do novo bolso mostrou que o reconhecimento é surpreendentemente relaxado, com o ligante modificado preenchendo apenas parcialmente a cavidade engenheirada. Incorporamos o bolso de especificidade em uma proteína de fusão contendo FKBP e o domínio intracelular do receptor Fas. Células expressando essa proteína quimérica modificada passaram por apoptose de forma potente em resposta ao AP1903, um homodímero do ligante modificado, tanto em cultura quanto quando implantadas em camundongos. Dimerizadores remodelados como o AP1903 são reagentes ideais para controlar as atividades de células que foram modificadas por procedimentos de terapia gênica, sem interferência do FKBP endógeno.