探索PCNA：靶点研究突破与药物研发进展

PCNA是2023年一款明星靶点。2023年8月1日，美国一家癌症治疗与研究机构希望之城(City of Hope) 在《细胞》子刊Cell Chemical Biology发表的论文中，介绍了该机构团队开发了一款称之为AOH1996的PCNA靶向小分子抑制剂，在70多种癌细胞系中具有明显的生长抑制作用，而在多个非恶性细胞中并未发现显著毒性。由于该蛋白在以往被认为是"不可成药"，这一结果一经发布便迅速传遍行业内外，虽然其实验数据仅限于细胞实验阶段，但若能顺利通过临床试验上市，将为肿瘤治疗市场带来新的变革。

关于PCNA蛋白

PCNA全名Proliferating Cell Nuclear Antigen（Uniprot:P12004）是增值细胞核抗原，在细胞核内合成并存在于细胞核内，为DNA聚合酶δ的辅助蛋白，确保聚合酶工作过程中不会从模板链脱离。它在真核生物DNA复制的控制中起重要作用。

PCNA研究历史

由Miyachi等于1978年在SLE（系统性红斑狼疮）患者的血清中首次发现抗增殖型细胞核抗原抗体并命名，抗增殖型细胞核抗原抗体是系统性红斑狼疮的特异性抗体，可作为系统性红斑狼疮的标记性抗体，若检测阳性，则有可能患有系统性红斑狼疮。随后的研究发现PCNA与细胞DNA合成关系密切，在细胞增殖的启动上起重要作用，是反映细胞增殖状态的良好指标，因此近年来掀起了对PCNA研究的热潮，尤其在肿瘤方面。

PCNA作用机制

PCNA参与调节细胞DNA的合成，与细胞的增殖周期关系密切。其分子量为36KD，含9461个碱基对，编码261个氨基酸。PCNA在细胞周期所有阶段的细胞核中均可合成，在早期S期的表达升高，可通过复制因子C(replication factor C,RFC)环绕在DNA上，沿着DNA滑动。作为DNA复制的中心"枢纽"，它将DNA聚合酶、多种因子募集到DNA复制部位，并与这些蛋白的特定结构域"PIP" (PCNA Interacting Protein，PCNA相互作用蛋白)结合后将其束缚在DNA双链上一起移动，使得DNA聚合酶在召集核苷酸、形成新的DNA链时不会脱离开DNA模板。研究发现，PCNA除了参与DNA的复制和损伤修复，还参与包括DNA基因重组、转录激活、染色质组装和细胞周期调控等过程。同时PCNA也是许多细胞功能的主要协同蛋白。

PCNA空间结构

功能性PCNA是由三个单体组成的环状同源三聚体，称为DNA夹，是DNA聚合酶(polymerase，pol)polδ和polε的辅助因子。同源三聚体环的内表面是由α-螺旋构成，带有正电荷，恰好与DNA链磷酸基团末端的负电荷相互吸引，DNA双链可以穿过同源三聚体环内表面，PCNA可以在DNA 链上双向自由滑动；外表面是由β-折叠构成。每个PCNA单体包含两个结构类似的球形结构域，连接着两个结构域的是一段长的卷曲的环状结构(IDCL)。PCNA分子环状结构内部直径为35Å, 而DNA链的直径为20Å, 恰好可以容纳其中。当PCNA与DNA结合时,就像夹环一样将DNA链套在其中。

Cell Chemical Biology DOI: (10.1016/j.chembiol.2023.07.001)

PCNA蛋白实验结果展示

解析PCNA与药物的复合物结构对于开发相关靶点药物具有重要意义。我们针对PCNA完成了1-261全长蛋白的表达、纯化和结晶，针对该靶点及其抑制剂的共晶结构也累积了丰富的数据，同时储备了PCNA参与的DNA复制上下游相关靶点蛋白的表达、纯化和结晶经验。

表达纯化结果（周期：现货或者3周）

结晶和结构解析（周期：1-2周）

PCNA蛋白行业研发状况