Structural studies of LEDGF/p75 interactions

Abstract

4 ABSTRAKT Protein LEDGF/p75 je lidský transkripční koaktivátor, který je asociován s epigenetickými modifikacemi transkripčně aktivního chromatinu. Je také nezbytný v procesu integrace HIV do genomu hostitelské buňky a v leukemogenezi způsobené fúzními produkty genu kódujícího protein MLL1. Interakce proteinu LEDGF/p75 s HIV integrázou a komplexem MLL1-menin jsou považovány za potenciální cíl terapeutického zásahu. Interakce proteinu LEDGF/p75 s HIV integrázou i MLL1 jsou zprostředkovány tzv. integrázu vážící doménou (IBD - integrase binding domain). Zatímco patofyziologické interakce IBD LEDGF/p75 byly intenzivně studovány, těm fyziologickým byla věnována malá pozornost. Mimo HIV integrázy a MLL1 interaguje LEDGF/p75 skrze IBD také s proteiny JPO2, PogZ, ASK a MLL2. Jelikož se interakce IBD s HIV integrázou stala cílem pro vývoj inhibitorů, bylo nutné získat informace o ostatních interakcích této domény. Jen díky detailní charakterizaci všech interakcí IBD je možné zajistit specifické cílení vyvíjených inhibitorů. Proteinový komplex IBD-MLL1-menin byl již dříve strukturně charakterizován, ale pouze částečně. Pomocí NMR spektroskopie se nám podařilo zmapovat novou interakční oblast komplexu IBD-MLL1. Toto navazující interakční rozhraní je schopné zajistit interakci IBD s MLL1 i bez přítomnosti meninu,...

3 ABSTRACT LEDGF/p75 protein is a human transcriptional co-activator and epigenetic reader associated with transcriptionally active chromatin. It is crucial for HIV integration and MLL1 fusion-driven leukemia development. Interactions of LEDGF/p75 with HIV integrase (HIV IN) and MLL1-menin complex are considered an attractive therapeutic target for drug development. LEDGF/p75 interacts with both HIV IN and MLL1-menin complex through its integrase binding domain (IBD). While the pathophysiological interactions of LEDGF/p75 IBD were intensively studied, little was known about the physiological ones. In addition to HIV IN and MLL1, the LEDGF/p75 IBD also interacts with JPO2, PogZ, ASK and MLL2. In search for specific inhibitors of LEDGF/p75 IBD interaction with HIV IN and MLL1, it is essential to obtain detailed information about its interactions with all binding partners. The IBD-MLL1-menin complex has been structurally characterized, but only partially. Using NMR spectroscopy, we identified and mapped a novel part of the IBD-MLL1 interface. This additional interface is able to maintain the interaction between LEDGF/p75 and MLL1 even without the presence of menin, which was considered necessary. Moreover, colony forming assays of primary leukemic blasts revealed that this additional interface is essential for...