分享一篇发表在Cell Chemical biology上的文章，题目为“CBX4 acetoacetylation as an inhibitory mechanism of HIF-1α activity”，通讯作者是来自复旦大学的周璐教授、来自复旦大学附属中山医院的蔡加彬医生，以及来自上海交通大学的陈国强教授和徐颖副研究员，研究方向为抗肿瘤靶点药物和肿瘤发展过程中的翻译后修饰等。

在肿瘤组织中，缺氧诱导因子HIF-1α负责驱动转录程序，促进不受控的细胞增殖，导致肿瘤发展。而其活性受到多种翻译后修饰的调节，其中由CBX4作为SUMO E3连接酶导致HIF-1α的SUMO化将会增强其转录活性，导致肿瘤恶化。寻找能够特异性抑制CBX4增强HIF-1α活性的小分子抑制剂并解析其机制显得至关重要。

首先作者通过化学遗传学的方式在过表达CBX4与否的两种细胞系中进行筛选，并优化出一种能够选择性抑制CBX4增强HIF-1α转录活性的化合物，命名为XZA-1。

接下来为了确定XZA-1的靶标蛋白，作者在其结构上衍生diazirine和炔基tag，合成了其对应的光交联探针。随后，作者通过切胶酶切的方法确定了四种潜在的蛋白靶标，并分别对其进行敲低。他们发现仅在敲低HADH时会影响荧光胶上的条带并消除了XZA的抑制效果。作者也通过分子对接进一步确认了XZA与HADH的结合口袋。生化实验结果表明，XZA处理不会改变HADH丰度但促进其酶活，其负责将3-羟丁酰CoA脱氢氧化成乙酰乙酰CoA，最终促进乙酰乙酰CoA的胞内积累。

接下来，作者发现仅在使用乙酰乙酰CoA处理时表现出HIF-1α的SUMO化的降低，而3-羟基丁酰CoA处理则不会有此表型。他们通过IP将CBX4蛋白富集出后经质谱分析，发现其上多个位点均形成了乙酰乙酰化的酰化修饰，但仅有K106R的突变消除了XZA对HIF-1α的转录活性的抑制，说明该位点乙酰乙酰化起到重要的调控作用。CBX4的乙酰乙酰化能够抑制其作为SUMO连接酶的活性，从而降低对HIF-1α的转录激活作用。

总的来说，本文首先通过化学遗传学的策略发现XZA-1是一种抑制CBX4介导的HIF-1α过度激活的小分子，随后确定了HADH作为XZA的药物靶点，结合后促进其酶活，增加胞内乙酰乙酰化CoA的水平，进而促进CBX4上K106位的乙酰乙酰化修饰，从而抑制其作为SUMO化连接酶对HIF-1α的SUMO化修饰，抑制HIF-1α的活性被激活，起到抑制肿瘤生长的作用。

本文作者：SHL

责任编辑：WYQ

DOI：10.1016/j.chembiol.2025.09.005

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.chembiol.2025.09.005