无序蛋白质在生物分子凝聚相形成与调控中的作用

王妍妍; 陈丽敏; 李思扬; 来鲁华

doi:10.7536/PC220324

化学进展 ›› 2022, Vol. 34 ›› Issue (7) :1610-1618 DOI: 10.7536/PC220324

综述

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无序蛋白质在生物分子凝聚相形成与调控中的作用

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How Intrinsically Disordered Proteins Modulate Biomolecular Condensates

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摘要

生物分子凝聚形成生物体内的多种无膜细胞器,其独特的物理化学性质使其具有多样的生物学功能,包括感知外界环境的变化、调节蛋白在细胞内的浓度、调控信号转导途径以及选择性富集特定蛋白质和RNA等。同时,生物分子凝聚相的错误形成与调控会导致多种人类疾病,如神经退行性疾病、癌症和病毒性疾病等。无序蛋白质在生物分子凝聚相的形成和调控中发挥了重要作用。本文通过总结分析无序蛋白在生物分子凝聚相形成中的作用以及化学小分子对生物分子凝聚相的调控,探讨了通过靶向无序蛋白进行配体设计来获得调控生物分子凝聚相化学探针及药物的可能性,并展望了揭示无序蛋白及化学分子调控生物凝聚相机制应重点关注的问题。

Abstract

Biomolecular condensates form various cellular membraneless organelles and play diverse biological functions as a result of their specific physicochemical properties. For example, biomolecular condensates are able to perceive changes in the external environment, regulate the cellular concentration of proteins, modulate different signaling pathways and selectively partition hub proteins as well as nucleic acids. Abnormal formation and changes of biomolecular condensates are closely related to human diseases, especially neurodegenerative diseases, cancers and viral diseases such as COVID-19. Intrinsically disordered proteins (IDPs) play key roles in the formation and regulation of biomolecular condensates. In this review, we analyze the roles that IDPs and small molecules play in biomolecular condensates formation and regulation, propose the possibility of rationally regulating biomolecular condensates through ligand design targeting IDPs, and discuss the challenges of understanding biomolecular condensate formation and regulation mechanisms and for discovering novel chemical compounds to modulate biomolecular condensates.

Contents

1 Introduction

1.1 Discovery of biomolecular condensates and their important functions

1.2 Brief introduction of intrinsically disordered proteins

2 Function of intrinsically disordered proteins in the formation of biomolecular condensates

3 Intrinsically disordered proteins participate in the regulation of biomolecular condensates

4 Regulatory roles of chemical compounds on biomolecular condensates

5 Drug design targeting intrinsically disordered proteins

6 Conclusion and perspective

Graphical abstract

关键词

无序蛋白质 / 生物分子凝聚相 / 驱动力 / 化学小分子调控

Key words

intrinsically disordered proteins / biomolecular condensates / driving force / chemical compound regulation

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王妍妍, 陈丽敏, 李思扬, 来鲁华. 无序蛋白质在生物分子凝聚相形成与调控中的作用[J]. 化学进展, 2022, 34(7): 1610-1618 DOI:10.7536/PC220324

Yanyan Wang, Limin Chen, Siyang Li, Luhua Lai. How Intrinsically Disordered Proteins Modulate Biomolecular Condensates[J]. Progress in Chemistry, 2022, 34(7): 1610-1618 DOI:10.7536/PC220324

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1 引言

1.1 生物体系凝聚相的发现及其重要功能

为了生存,生物体必须在时间和空间上相互协调,在密集的细胞空间内有序地组织各种复杂的生化反应, 保证反应高效进行且互不干扰,维持这种复杂生化反应有序性的重要手段就是将细胞区室化。然而很多研究表明, 细胞中还存在多种无膜细胞器^[1],比如细胞核中的核仁、Cajal小体、PML核体及细胞质中的应激颗粒(Stress granules)、P小体(P bodies)等。由于这些无膜细胞器缺乏将其内部成分与周围介质分离的物理屏障,多年来人们一直无法弄清它们是如何集中分子、维持和调节分子结构、控制其成分以及调节内部生化活动的。最新的研究表明这些无膜细胞器是蛋白质及核酸的超分子组装体,通过形成生物分子凝聚相 (Biomolecular condensates)与外界隔开^[2,3]。

生物分子凝聚相是一种无膜结构,它可以参与细胞分区,浓缩细胞反应物。与经典的膜细胞器(如细胞核、线粒体和高尔基体)不同,这些结构不受脂质双分子层的约束,也不具有构成细胞的稳定特征。相反,它们往往通过相分离可逆地、动态地形成。2009年,Brangwynne和Hyman等^[4]关于线虫P颗粒的研究,发现P颗粒并不是固体,而是像液滴一样,相互碰撞融合,剧烈摇晃后会分散成很小的液滴,而后又很快地融合形成大液滴。之后科学家发现细胞内的许多无膜细胞器,如核仁^[5]、Cajal小体^[6]、应激颗粒^[7]都是由特定的蛋白质、RNA的相变生成的^[8]。2012年,Rosen等^[9]在体外通过多价蛋白质重构了相分离^[9,10]。当生物大分子的浓度超过阈值浓度时,生物体系通过液-液相分离或者液-固相变产生凝聚相,生物分子凝聚相可以具有液体、凝胶或固体的性质,液体凝聚相可以发生老化而具有凝胶或固体的性质,从而产生具有不同形状、尺寸和行为的生物分子凝聚相^[11]。

生物分子凝聚相独特的物理化学性质使其具有多样的功能,包括感知外界环境的变化,并对环境变化做出快速响应^{[12⇓⇓~15]};调节相关蛋白在细胞内的浓度,比如形成局部的高浓度蛋白,从而激活一些生化反应,激活相关信号转导途径^[16];同时可以将一些蛋白与其底物隔离,抑制细胞内的一些生化反应过程;另外生物分子凝聚相可以介导一些蛋白定位到一些无膜包裹的细胞器中,选择性地允许一些蛋白质和RNA进入特定的生物分子凝聚相^[17]。生物分子凝聚相还可参与转录调控、基因组组织、免疫反应和神经元突触信号传递,同时在人类疾病,包括神经退行性疾病、癌症和病毒性疾病如COVID-19中发挥重要作用^[18]。

生物大分子的液-液相分离是近几年来国际生命科学领域的一个新兴热点,异常的相分离与多种人类疾病如神经退行性疾病和癌症相关。有关生物分子凝聚相的研究已经有了很多综述介绍,更详细的情况可以参见近期的代表性综述。2020年7月,张宏、张明杰、朱学良、李丕龙等^[19]发表综述,总结了最近生物大分子相分离在各种生物学途径和疾病中的作用方面的主要进展。除了动物,植物也能产生相分离,徐秀美等^[20]发表综述重点讨论了相分离参与的植物特有的生物学过程,包括光合作用CO₂浓缩机制,光信号的感知和信号转导,水杨酸、生长素等激素信号转导等。李丕龙等^[21]通过体外重构相分离,分析相分离与体内生物分子凝集体的联系,介绍了生物大分子相分离的形成与调控机制、组成与功能。张宏研究员等^[22]系统总结了现有关于有膜细胞器与无膜细胞器相互作用方面的研究,多方面探讨了两种细胞器如何互相影响,彼此协调从而实现细胞内各种重要生命功能。张长胜等^[23]则通过列举和归纳生物分子相分离的重要功能体系,从相分离聚集体的基本性质、相图、微观结构等方面探讨了生物分子相分离的生物功能同物理化学机制之间的关系。

此外,随着对生物分子相分离的不断了解,目前也发展了许多生物分子相分离的数据库^{[24⇓⇓~27]}以及预测方法^[28]。Li等^[29]发表综述介绍了目前已经开发的6种生物分子相分离数据库(LLPSDB、PhaSePro、PhaSepDB、DrLLPS、RNAgranuleDB、HUMAN CELL MAP),比较了不同数据库的数据内容,分析了它们之间的差别,并讨论了不同数据库的适用范围。最近,Chu等^[28]基于LLPSDB数据库,采用机器学习的方法,开发了一种基于序列的相分离蛋白预测工具PSPredictor,用于预测潜在的相分离蛋白。

1.2 无序蛋白质简介

天然无序蛋白质(Intrinsically disordered proteins, IDPs)指在生理条件下无固定的二级或三级结构的蛋白质。全长无固定结构的蛋白质,以及局部区域无固定结构(Intrinsically disordered regions, IDRs)的蛋白质,统称为天然无序蛋白质^[30]。现已发现天然无序蛋白质含量丰富,并且具有重要的生物学功能。目前的认识是有序结构域和天然无序区是蛋白质功能性的两类基本模块:天然无序蛋白质与有序蛋白质在功能上可以实现互补,并且天然无序区与有序结构域同时出现在一个蛋白质上能够协同发挥功能^[31]。天然无序蛋白质因为在癌症、神经退行性疾病、糖尿病和心血管疾病中发挥关键作用而受到广泛关注^[32]。

2 无序蛋白质在生物凝聚相形成中的作用

无序蛋白质在生物凝聚相形成中具有重要作用,产生相分离的天然无序蛋白富含短线性互作基序和简并重复序列,它们都是蛋白-蛋白互作的主要参与区域^[33]。对于生物大分子,线性结构域和基序的多价性是驱动蛋白质或者RNA相变的一个决定性特征。其中一种非常广泛的多价相互作用来自于蛋白质的天然无序区域,有时也称为低复杂度结构域(Low-complexity domains, LCDs),这类区域不仅能介导分子间的相互作用, 而且可以通过介导分子内部的相互作用来单独发生相分离^[34]。简言之,生物分子凝聚相的形成,归因于分子之间特定的弱多价相互作用^[35],包括静电相互作用(Electrostatic)、π-π、阳离子-π相互作用(Cation-π)和疏水相互作用(Hydrophobic)(图1)。

静电相互作用在多种生物体系的凝聚相形成中起到了关键作用。例如,我们的工作发现拟南芥的转录抑制因子VRN1与DNA通过静电相互作用产生相分离,而VRN1无序区中带电残基的分布调节了VRN1与DNA的相互作用强度,电荷模式的改变导致了VRN1与DNA在不同的相分离形态(沉淀、液滴和无相分离)之间相互转换^[36,37]。非应激条件下,G3BP1通过自身无序的负电区和带正电荷的精氨酸富集区产生分子内静电相互作用,将G3BP1蛋白稳定在一种紧凑的自抑制状态,不产生相分离。但当带负电的mRNA与G3BP1精氨酸富集区产生静电相互作用时,破坏了G3BP1的自抑制相互作用,导致G3BP1产生构象转变,通过蛋白质-RNA相互作用促进G3BP1的聚集,产生RNA/蛋白凝聚体^[38,39]。再如肿瘤抑制因子p53通过N端转录激活区与C端四聚化结构域之间的多价静电相互作用调控相分离形成^[40]。

π-π、阳离子-π相互作用参与生物体系凝聚的调控,特别是精氨酸和酪氨酸之间的阳离子-π相互作用,是无序驱动相分离形成的关键因素。2018年,Wang等^[41]以FUS家族蛋白为模型体系,进行了大量的突变实验,详细比较了不同的作用力和氨基酸对相分离的驱动能力,发现不论是将FUS的Y突变成S,还是R突变成G,FUS的相分离能力都丧失了,说明FUS蛋白介导的相分离很可能通过R/Y之间阳离子-π相互作用驱动。同时,将FUS和hnRNPA1α的部分极性残基突变成R,会显著增强其相分离能力。此外,研究者发现Y/Y之间的π-π相互作用也可以驱动相分离。

疏水相互作用也可以作为驱动力促进生物分子凝聚相的产生。细胞中的多种蛋白,包括FUS、TDP-43、BRD4、SOX2和Annexin A11等,可以在低盐浓度下形成生物分子凝聚相,提高盐浓度可以破坏这些蛋白的相分离;但有意思的是,进一步提高盐浓度,这些蛋白可以再次产生相分离^[42]。通过将实验和模拟结合发现,与低盐体系不同,低盐体系中凝聚相是由静电相互作用稳定的,而高盐体系中的重入相变是由疏水和非离子相互作用驱动。

3 无序蛋白参与生物体系凝聚过程的调控

无序蛋白质的聚集性质和构象变化可以调控生物凝聚相形成。天然无序蛋白可以通过IDRs之间的相互作用,自身就可以产生相分离。例如,FET家族蛋白中的IDRs,包括hnRNPA1^[43]、hnRNPA2B1^[44]、RNA聚合酶Ddx4^[45]和Laf1^[46]等,它们的IDRs自身就足够产生相分离。同时,生物分子凝聚相中许多蛋白也可以通过IDRs招募相互作用蛋白来形成凝聚相。不同生物分子凝聚相蛋白具有特异性的IDRs序列特征,比如核仁含有富含精氨酸的IDRs,而核斑点则含有富含丝氨酸/精氨酸的IDRs,应激颗粒蛋白中的IDRs则含有大量的极性残基和一小部分芳香残基和带电残基,通常又被称为朊病毒样结构域^[47,48]。

无序蛋白IDRs除了能够通过本身凝聚促进相分离形成,还可以通过调节蛋白构象来调控相分离。天然无序蛋白通常由无序的净负电荷区和净正电荷区交替组成^[49,50],这些正负电荷区可以产生长程静电相互作用调控相分离。例如,我们发现拟南芥转录因子VRN1通过蛋白中间无序链影响蛋白构象调控相分离^[37]。转录因子VRN1由两个DNA结合区和中间连接的无序链构成,能够与DNA相互作用产生相分离。对转录因子VRN1进行生物学信息学分析发现,在进化过程中,与VRN1具有相似结构的蛋白,包含两个DNA结合区和中间一条无序链,这些蛋白中间的无序链长度不断变化,但无序链中有一对相对保守的正负电荷区。通过构建具有不同无序链长度和正负电荷区的蛋白突变体,发现无序链长度可以改变相分离行为(聚集、液-液相分离、无相分离),但是无序链正负电荷区的存在可以帮助VRN1产生稳定的液-液相分离(图2)。进一步的分子动力学模拟和荧光共振能量转移实验研究表明,无序链通过调控两端DNA结合区距离,改变蛋白构象调控相分离行为。另外,IDRs可以和折叠结构域协同作用来调节液-液相分离。Lin等^[51]通过将FUS蛋白的IDRs融合到多价SH3结构域蛋白(polySH3)上,与多脯氨酸结构域(polyPRM)配体混合产生相分离,发现野生型FUS蛋白的IDRs促进polySH3-polyPRM体系的相分离,使相分离阈值浓度降低了8倍。

此外,IDRs通常包含很多能够进行翻译后修饰的位点,通过翻译后修饰进一步参与生物分子凝聚相调控。越来越多的研究发现丝氨酸和酪氨酸磷酸化^[52⇓~54]、精氨酸甲基化^[55,56]、泛素化^[57]和m⁶A修饰^[58,59]等都可以控制相分离。有趣的是,易于发生相分离的蛋白质似乎都富含可以被翻译后修饰的残基^[60]。实际上,蛋白的翻译后修饰可以显著地改变IDRs/LCDs的电荷或其他性质,从而调控相分离。渐动人症肌萎缩侧索硬化中的一种关键致病蛋白即FUS蛋白存在可逆的相分离,这种可逆的相分离由FUS低复杂结构域中酪氨酸与C端结构域精氨酸之间的阳离子-π相互作用形成,且这种相互作用受到精氨酸甲基化修饰的调控,低甲基化精氨酸形成强的阳离子-π相互作用,促进FUS蛋白相分离和凝胶化,诱导FUS缩合成稳定的、富含β-sheet的水凝胶颗粒,破坏核糖核蛋白颗粒(Ribonucleoprotein granules,RNPs)功能;但当精氨酸高度甲基化时,精氨酸与低复杂结构域的酪氨酸阳离子-π相互作用减弱,减少FUS蛋白的凝胶化^[56]。另外,FUS蛋白的低复杂结构域存在磷酸化修饰,磷酸化修饰会破坏FUS水凝胶结合和相分离,减少FUS蛋白纤维化。当丝氨酸和苏氨酸残基磷酸化时,磷酸化引入的负电荷会产生排斥力,阻碍了cross-β的相互作用,降低聚合物的稳定性,破坏FUS形成水凝胶和相分离^[61]。此外,Tau蛋白通过磷酸化修饰促进了液液相分离,加速淀粉样蛋白的形成。Tau蛋白本身是一种无序的、赖氨酸富集的、具有高度溶解性的蛋白,可与微管蛋白结合。当Tau蛋白发生多位点磷酸化时,与微管结合的正电荷被屏蔽,Tau形成液滴并与带负电荷的分子进行凝聚,促进了淀粉样蛋白的形成^[62]。

4 化学小分子对于生物分子凝聚相的调控

目前已经发现有些化学小分子可以对生物分子凝聚相进行调控,但总体上来说还缺乏有效的特异性作用分子,需要更多的研究。化学小分子可以与天然无序蛋白质结合,在动力学上稳定蛋白质单体,降低其聚集倾向^[63]。在平衡状态下,蛋白质可达到的各种状态的总体取决于它们的相对自由能。对于一个简单的双态系统,例如球状蛋白质与相应的伸展状态,利用化学分子伴侣锁定球状状态,通过减少未折叠蛋白的数量来稳定蛋白质折叠态结构,可以防止蛋白质降解和聚集。对于能够相分离成生物分子凝聚相的天然无序蛋白质,用小分子稳定单体状态可以抑制聚集过程^[64]。

2019年5月,Fang等^[65]在HEK293T和人源iPSC诱导的运动神经元细胞系中,通过高通量药物筛选发现Mitoxantrone等具有平面结构的小分子会改变应激颗粒的大小、数量和组分,并抑制肌萎缩性脊髓侧索硬化症(ALS)相关的RNA结合蛋白被招募进应激颗粒。同年8月,Wheeler等^[66]对1600余种美国食品药品监督管理局(FDA)批准的小分子药物进行筛选,发现了Lipoamide及其类似物Lipoic acid能够调节FUS的相分离,减少细胞内应激颗粒的形成,并在线虫和果蝇模型中验证了该药物具有治疗ALS的效果。2020年,Girdhar等^[67]发现,早在2016年就被报道能够抑制ALS中TDP-43体外聚集的分子AIM4也具有破坏其相分离的能力。新型冠状病毒SARS-CoV-2的N蛋白相分离研究进展迅速,作用于N蛋白影响其相分离行为的分子已有报道。例如,Jack等^[68]通过体外筛选1200种FDA批准的药物,鉴定到3类调控N蛋白相分离的药物分子。Zhao等^[69]发现CVL218和PJ34两个小分子可以使N蛋白相分离凝聚物增大。

生物分子凝聚相不仅会受到化学小分子的调控,其独特的物理化学性质还可以实现对药物小分子的有效富集,从而调控其药效。2020年,Young及其合作者^[70]通过对几种癌症药物的研究发现,一些抗癌药物分子会选择性地被细胞内的凝聚物所富集,这对于理解药物的疗效提供了一种新的可能。他们还发现相分离也可能和癌症的耐药机制相关。例如,抗癌药他莫昔芬可以将雌激素受体ER从MED1的凝聚物中驱除,从而抑制下游癌基因的转录,这可能是他莫昔芬发挥抗癌功能的机制之一。而在他莫昔芬耐药的癌细胞中,ER突变体不能被他莫昔芬赶出MED1的凝聚物。另外,对于ER没有突变但MED1过表达的耐药癌细胞,MED1由于浓度过高而形成更大的凝聚物,从而稀释了凝聚物中有效的药物浓度,可能对药效产生负面效果。但由于该研究中所使用的抗癌药物均进行了荧光基因标记,这种大的疏水标记可能诱导了化合物在凝聚相中的富集,因此原生态药物在生理条件下在细胞中的分布情况需要进一步的研究。

目前报道的小分子调控液-液相分离的研究中,虽然有一些文章给出了小分子与蛋白质结合的数据^[67,69],但是大多数小分子是通过实验筛选获得,并没有提供直接体外结合的实验数据。2019年,Wheeler等^[66]实验筛选到硫辛酰胺(Lipoamide)可以调控FUS蛋白相分离,并应用核磁共振研究了其与蛋白的作用,但并没有观察到明显的化学位移变化。在之后的综述中他们提出了小分子调控相分离与传统的蛋白配体结合的模式不同,不一定需要小分子与靶点的强相互作用的观点^[71]。

化学小分子不仅可以调控相分离,也可以有效抑制蛋白固态聚集体的形成。之前的研究主要关注化合物抑制蛋白固态聚集体的形成,这些聚集体有的可能通过液-液相分离形成,有的可能直接从均相溶液直接形成。小分子调控相分离和固态聚集体的形成,从本质上讲都是影响了蛋白之间同型或异型相互作用。弱多价相互作用旨在强调发生相互作用的位点多,每一个位点的相互作用较弱,而从化学本质来讲,相互作用类型是相同的,即疏水、静电、π-π、阳离子-π等。抑制固态聚集体产生的小分子一般也能用于调控相分离,比如抑制TDP-43蛋白聚集的小分子AIM4也可以有效调控相分离^[67]。但相对于调控相分离,由于固态聚集体更加稳定,调控固态聚集体相对更难,一旦形成固态聚集体很难再破坏。因此已有研究专注于发现可以将蛋白维持在液液相分离状态的化学小分子,以减少固态聚集体形成,从而实现对于相关疾病的治疗^[72]。

5 靶向无序蛋白质的药物设计

如前所述,IDPs参与了众多重要的细胞过程,特别是在生物分子凝聚相的形成与调控中发挥了重要作用。正常细胞对IDPs的蛋白水平有着严格的调控,IDPs的异常表达常常会导致许多疾病的发生,其中诸如ALS、神经退行性疾病等皆与不良的生物分子凝聚相相关。因此,靶向无序蛋白进行药物设计有望实现对生物分子凝聚相的调控,IDPs是非常有潜力的药物设计靶标。值得一提的是,无序蛋白在整个人类蛋白质组中占据了约40%^[73],现有临床可药的靶标基本都是有结构的蛋白质,发展无序蛋白的药物设计策略可以大大提高可药性靶标的数量。

目前绝大多数已有的可以控制IDPs参与的生理过程的药物都不是直接靶向IDPs的,而是通过靶向例如修饰IDPs的酶、IDPs中的有序结构域或者与IDPs结合的有序蛋白等来间接发挥功能。由于其构象的多样性和快速的构象转变能力,无序蛋白缺乏特定的药物结合口袋,传统的基于结构的药物设计策略往往不适用。近年来,一些直接靶向无序蛋白的小分子被陆续发现,为这些“不可药”靶标配体设计和作用机制研究提供了思路。

本实验室的阮浩等^[74]在2019年对于已发表的无序蛋白小分子配体进行了总结分析,可以看出大多数无序蛋白配体是通过高通量实验筛选发现的,主要是基于典型的蛋白-蛋白相互作用以及基于表型的筛选。比如最早的c-Myc抑制剂是由Berg等^[75]在2002年发现的,他们在体外构建了Myc-CFP和Max-YFP的Fret体系,得到了IIA6B17等化合物;Yin等^[76]通过酵母双杂实验找到了10058-F4、10074-A4等化合物,其中10074-A4已有明确的核磁结果表征其与c-Myc蛋白的结合位点;Toretsky等^[77]利用SPR在体外筛选了EWS-FLI1的小分子化合物NSC635437等。后续基于无序蛋白动态变化系综筛选的方法逐渐崭露头角,比如Invest等^[78]基于热变性实验发现了NUPR1的配体ZZW-115;以及Luiji等^[79]基于¹H WaterLOGSY和STD NMR筛选得到了p27的抑制剂SJ403,并通过二维¹H-¹⁵N HSQC NMR发现了其与p27的结合位点。此外,c-Myc抑制剂EN4^[80]的发现推动了无序蛋白共价抑制剂的筛选,一些新型的技术如靶向无序蛋白的PROTACs也在尝试和发展。

另一方面,人们也逐渐开始发展基于整合结构生物学的理性设计策略(图3),可用于无序蛋白质研究的力场近年来得到关注和重视,新力场的发展提高了无序蛋白质构象采样的精确度^{[81⇓⇓~84]},而各种增强采样方法的引入和使用增加了无序蛋白采样的丰富度。本实验室的余辰等^[85]基于c-Myc多肽单体和10074-A4与c-Myc多肽复合物的核磁共振数据进行分子动力学模拟,可药构象和口袋分析与抑制剂虚拟筛选,发现了PKUMDL-YC-1205,在此基础上提出了“多构象亲和”的策略^[85];通过体外CD、SPR等实验的验证以及细胞增殖抑制、下游基因转录等测试表征了其体外及细胞内的靶向性,并通过核磁共振技术进一步表征了其作用位点。通过对10074-A4与c-Myc多肽的结合动态过程进行研究,金凡等^[86]提出了“配体云围绕蛋白云”的概念,指出无序蛋白和小分子配体结合后可能依然是无序的状态,从这也可以看出无序蛋白配体优化十分具有挑战。阮浩等^[87]通过计算与实验相结合的理性设计策略,成功发现了靶向p53 TAD1的小分子激活剂PKUMDL-HR-1047。这些化合物的发现表明靶向无序蛋白质的可行性,在一定程度上验证了无序蛋白质的“可药性”。

总体来说,与较为成熟的靶向有序蛋白质的药物发现相比,靶向无序蛋白的药物发现仍然需要不断的摸索与尝试。所发现的靶向无序蛋白的小分子如何在体外和体内环境下影响无序蛋白质的构象系综,进一步影响生物分子凝聚相的组成及性质变化等都需要更多的研究,例如现有的p53激活剂是否能合理调控细胞内p53参与的相分离等。更高效采样方法的发展、测活体系的建立和完善、细胞内靶向性的验证、配体结构的优化以及特异性的提高,结合位点的表征等也都是无序蛋白领域未来需要尝试和挑战的方向。

6 结论与展望

无序蛋白在生物分子凝聚相中起到重要作用,其通过富含短线性互作基序或简并重复序列介导分子内和分子间相互作用,参与相分离调控。无序蛋白可以通过自身聚集,持续的动态构象变化和翻译后修饰来参与生物分子凝聚相的调控。通过液-液相分离形成生物分子凝聚相的天然无序蛋白质被认为仍然保持无序状态^[88,89],并且可以扩散穿过液-液界面。虽然已知无序蛋白构象变化参与生物分子凝聚相调控,但由于无序蛋白没有固定结构,处于构象不断变化中,其构象变化常常难于测定。如何在生物分子凝聚相中实现无序蛋白动态结构测定,深入了解无序构象变化对生物分子凝聚相的调控是一个亟待解决的问题。

不同于对简单的单分子蛋白的物理化学性质分析,可以通过对单分子蛋白质的长时间模拟来准确预测序列和功能之间的关系^[90]。生物分子凝聚相是一个包含成千上万个复杂分子的大体系,常常需要使用粗粒化模型对其进行简化,并且只对相互作用的子集进行建模,这大大降低了计算模拟分析的准确度。因此,如何对复杂的生物凝聚相体系进行物理化学性质的精确分析与模拟,也是一个需要解决的问题。

化学小分子可以通过与无序蛋白相互作用,稳定无序蛋白单体或者聚集体构象,调控生物分子凝聚相形成。同时,由于生物分子凝聚相独特的物理化学性质会改变小分子在生物分子凝聚相中的分配,可以实现小分子的有效富集或驱离。因此,有望通过小分子与无序蛋白结合,改变无序蛋白构象调控生物分子凝聚相形成。但是除了无序蛋白与小分子相互结合可以影响相分离,其他蛋白质或核酸组分也可以动态调控相分离阈值浓度。无序蛋白不仅可以通过自身相互作用调控相分离,也可以通过与其他蛋白的异型相互作用调控相分离,并导致如核仁等生物分子凝聚相产生高度可变的饱和浓度^[91]。因此,是靶向单个蛋白结合还是对整个生物体凝聚相蛋白组分进行调控,还需进一步的研究。目前对于生物分子凝聚相性质(如其组成、主要驱动力、力学性质等)与其能富集的化学小分子倾向性还缺乏更多了解,或许需要发展更多的无标记实验技术^[92]以及理论模拟方法^[93]来进行更深入的研究。

参考文献

原文顺序 | 出版日期 | 本文引用

[1]	Banani S F, Lee H O, Hyman A A, Rosen M K. Nat. Rev. Mol. Cell Biol., 2017, 18(5): 285.

[2]	Hyman A A, Weber C A, Jülicher F. Annu. Rev. Cell Dev. Biol., 2014, 30: 39.

[3]	Mitrea D M, Kriwacki R W. Cell Commun. Signal., 2016, 14: 1.

[4]	Brangwynne C P, Eckmann C R, Courson D S, Rybarska A, Hoege C, Gharakhani J, Jülicher F, Hyman A A. Science, 2009, 324(5935): 1729.

[5]	Brangwynne C P, Mitchison T J, Hyman A A. PNAS, 2011, 108(11): 4334.

[6]	Wippich F, Bodenmiller B, Trajkovska M G, Wanka S, Aebersold R, Pelkmans L. Cell, 2013, 152(4): 791.

[7]	Anderson P, Kedersha N. Trends Biochem. Sci., 2008, 33(3): 141.

[8]	Decker C J, Parker R. Cold Spring Harb. Perspect. Biol., 2012, 4(9): a012286.

[9]	Li P L, Banjade S, Cheng H C, Kim S, Chen B Y, Guo L, Llaguno M, Hollingsworth J V, King D S, Banani S F, Russo P S, Jiang Q X, Nixon B T, Rosen M K. Nature, 2012, 483(7389): 336.

[10]	Kato M, Han T W, Xie S H, Shi K, Du X L, Wu L C, Mirzaei H, Goldsmith E J, Longgood J, Pei J M, Grishin N V, Frantz D E, Schneider J W, Chen S, Li L, Sawaya M R, Eisenberg D, Tycko R, McKnight S L. Cell, 2012, 149(4): 753.

[11]	Boija A, Klein I A, Young R A. Cancer Cell, 2021, 39(2): 174.

[12]	Franzmann T M, Jahnel M, Pozniakovsky A, Mahamid J, Holehouse A S, Nüske E, Richter D, Baumeister W, Grill S W, Pappu R V, Hyman A A, Alberti S. Science, 2018, 359(6371): eaao5654.

[13]	Kroschwald S, Munder M C, Maharana S, Franzmann T M, Richter D, Ruer M, Hyman A A, Alberti S. Cell Rep., 2018, 23 (11): 3327.

[14]	Riback J A, Katanski C D, Kear-Scott J L, Pilipenko E V, Rojek A E, Sosnick T R, Drummond D A. Cell, 2017, 168(6): 1028.

[15]	Du M, Chen Z J. Science, 2018, 361 (6403): 704.

[16]	Sheu-Gruttadauria J, MacRae I J. Cell, 2018, 173 (4): 946.

[17]	Langdon E M, Qiu Y, Ghanbari Niaki A, McLaughlin G A, Weidmann C A, Gerbich T M, Smith J A, Crutchley J M, Termini C M, Weeks K M, Myong S, Gladfelter A S. Science, 2018, 360 (6391): 922.

[18]	Wang B, Zhang L, Dai T, Qin Z R, Lu H S, Zhang L, Zhou F F. Signal Transduct. Target. Ther., 2021, 6: 290.

[19]	Zhang H, Ji X, Li P L, Liu C, Lou J Z, Wang Z, Wen W Y, Xiao Y, Zhang M J, Zhu X L. Sci. China Life Sci., 2020, 63(7): 953.

[20]	Xu X M, Zheng C H, Lu D D, Song C P, Zhang L X. J. Integr. Plant Biol., 2021, 63(11): 1835.

[21]	Wu R B, Li P L. Science Bulletin, 2019, 64 (22): 2285.

[22]	(吴荣波, 李丕龙. 科学通报, 2019, 64 (22): 2285.).

[23]	Zhao Y, Zhang H. Dev. Cell, 2020, 55(1): 30.

[24]	Zhang C S, Lai L H. Chinese Journal of Chemical Physics, 2020, 36 (1): 154.

[25]	(张长胜, 来鲁华. 物理化学学报, 2020, 36 (1): 154.).

[26]	Li Q, Peng X J, Li Y Q, Tang W Q, Zhu J A, Huang J, Qi Y F, Zhang Z Q. Nucleic Acids Res., 2020, 48(D1): D320.

[27]	Ning W S, Guo Y P, Lin S F, Mei B, Wu Y, Jiang P R, Tan X D, Zhang W Z, Chen G W, Peng D, Chu L, Xue Y. Nucleic Acids Res., 2020, 48(D1): D288.

[28]	Meszaros B, Erdos G, Szabo B, Schad E, Tantos A, Abukhairan R, Horvath T, Murvai N, Kovacs O P, Kovacs M, Tosatto S C E, Tompa P, Dosztanyi Z, Pancsa R. Nucleic Acids Res., 2020, 48 (D1): D360.

[29]	You K Q, Huang Q, Yu C Y, Shen B Y, Sevilla C, Shi M L, Hermjakob H, Chen Y, Li T T. Nucleic Acids Res., 2020, 48(D1): D354.

[30]	Chu X Q, Sun T L, Li Q, Xu Y J, Zhang Z Q, Lai L H, Pei J F. BMC Bioinform., 2022, 23: 72.

[31]	Li Q, Wang X, Dou Z H, Yang W S, Huang B F, Lou J Z, Zhang Z Q. Int. J. Mol. Sci., 2020, 21(18): 6796.

[32]	Bhowmick A, Brookes D H, Yost S R, Dyson H J, Forman-Kay J D, Gunter D, Head-Gordon M, Hura G L, Pande V S, Wemmer D E, Wright P E, Head-Gordon T. J. Am. Chem. Soc., 2016, 138(31): 9730.

[33]	van der Lee R, Buljan M, Lang B, Weatheritt R J, Daughdrill G W, Dunker A K, Fuxreiter M, Gough J, Gsponer J, Jones D T, Kim P M, Kriwacki R W, Oldfield C J, Pappu R V, Tompa P, Uversky V N, Wright P E, Babu M M. Chem. Rev., 2014, 114 (13): 6589.

[34]	Uversky V N, DavÉ V, Iakoucheva L M, Malaney P, Metallo S J, Pathak R R, Joerger A C. Chem. Rev., 2014, 114 (13): 6844.

[35]	Dinic J, Marciel A B, Tirrell M V. Curr. Opin. Colloid Interface Sci., 2021, 54: 101457.

[36]	Brangwynne C P, Tompa P, Pappu R V. Nat. Phys., 2015, 11(11): 899.

[37]	Kamimura Y R, Kanai M. Bull. Chem. Soc. Jpn., 2021, 94(3): 1045.

[38]	Zhou H B, Song Z H, Zhong S, Zuo L Y, Qi Z, Qu L J, Lai L H. Angew. Chem. Int. Ed., 2019, 58(15): 4858.

[39]	Wang Y Y, Zhou H B, Sun X Y, Huang Q J, Li S Y, Liu Z R, Zhang C S, Lai L H. J. Mol. Biol., 2021, 433(22): 167269.

[40]	Yang P, Mathieu C, Kolaitis R M, Zhang P, Messing J, Yurtsever U, Yang Z, Wu J, Li Y, Pan Q, Yu J, Martin E W, Mittag T, Kim H J, Taylor J P. Cell, 2020, 181 (2): 325.

[41]	GuillÉn-Boixet J, Kopach A, Holehouse A S, Wittmann S, Jahnel M, Schlüßler R, Kim K, Trussina I R E A, Wang J, Mateju D, Poser I, Maharana S, Ruer-Gruß M, Richter D, Zhang X J, Chang Y T, Guck J, Honigmann A, Franzmann T M. Cell, 2020, 181(2): 346.

[42]	Kamagata K, Kanbayashi S, Honda M, Itoh Y, Takahashi H, Kameda T, Nagatsugi F, Takahashi S. Sci. Rep., 2020, 10 (1):580.

[43]	Wang J, Choi J M, Holehouse A S, Lee H O, Zhang X J, Jahnel M, Maharana S, Lemaitre R, Pozniakovsky A, Drechsel D, Poser I, Pappu R V, Alberti S, Hyman A A. Cell, 2018, 174(3): 688.

[44]	Krainer G, Welsh T J, Joseph J A, Espinosa J R, Wittmann S, Sridhar A, Toprakcioglu Z, Gudiškyt? G, Czekalska M A, Arter W E, GuillÉn-Boixet J, Franzmann T M, Qamar S, George-Hyslop P S, Hyman A A, Collepardo-Guevara R, Alberti S, Knowles T P J. Nat. Commun., 2021, 12: 1085.

[45]	Molliex A, Temirov J, Lee J H, Coughlin M, Kanagaraj A P, Kim H J, Mittag T, Taylor J P. Cell, 2015, 163(1): 123.

[46]	Xiang S H, Kato M, Wu L C, Lin Y, Ding M, Zhang Y J, Yu Y H, McKnight S L. Cell, 2015, 163(4): 829.

[47]	Nott T J, Petsalaki E, Farber P, Jervis D, Fussner E, Plochowietz A, Craggs T D, Bazett-Jones D P, Pawson T, Forman-Kay J D, Baldwin A J. Mol. Cell, 2015, 57(5): 936.

[48]	Elbaum-Garfinkle S, Kim Y, Szczepaniak K, Chen C C H, Eckmann C R, Myong S, Brangwynne C P. PNAS, 2015, 112(23): 7189.

[49]

Kim H J, Kim N C, Wang Y D, Scarborough E A, Moore J, Diaz Z, MacLea K S, Freibaum B, Li S Q, Molliex A, Kanagaraj A P, Carter R, Boylan K B, Wojtas A M, Rademakers R, Pinkus J L, Greenberg S A, Trojanowski J Q, Traynor B J, Smith B N, Topp S, Gkazi A S, Miller J, Shaw C E, Kottlors M, Kirschner J, Pestronk A, Li Y R, Ford A F, Gitler A D, Benatar M, King O D, Kimonis V E, Ross E D, Weihl C C, Shorter J, Taylor J P. Nature, 2013, 495(7442): 467.

[50]	Mittag T, Parker R. J. Mol. Biol., 2018, 430(23): 4636.

[51]	Mitrea D M, Cika J A, Guy C S, Ban D, Banerjee P R, Stanley C B, Nourse A, Deniz A A, Kriwacki R W. Elife, 2016, 5, e13571.

[52]	Mitrea D M, Cika J A, Stanley C B, Nourse A, Onuchic P L, Banerjee P R, Phillips A H, Park C G, Deniz A A, Kriwacki R W. Nat. Commun., 2018, 9: 842.

[53]	Lin Y, Currie S L, Rosen M K. J. Biol. Chem., 2017, 292(46): 19110.

[54]	Monahan Z, Ryan V H, Janke A M, Burke K A, Rhoads S N, Zerze G H, O’Meally R, Dignon G L, Conicella A E, Zheng W W, Best R B, Cole R N, Mittal J, Shewmaker F, Fawzi N L. EMBO J., 2017, 36(20): 2951.

[55]	Aumiller W M Jr, Keating C D. Nat. Chem., 2016, 8(2): 129.

[56]	Kwon I, Kato M, Xiang S H, Wu L, Theodoropoulos P, Mirzaei H, Han T N, Xie S H, Corden J L, McKnight S L. Cell, 2013, 155(5): 1049.

[57]	Ryan V H, Dignon G L, Zerze G H, Chabata C V, Silva R, Conicella A E, Amaya J, Burke K A, Mittal J, Fawzi N L. Mol. Cell, 2018, 69(3): 465.

[58]

Qamar S, Wang G, Randle S J, Ruggeri F S, Varela J A, Lin J Q, Phillips E C, Miyashita A, Williams D, Strohl F, Meadows W, Ferry R, Dardov V J, Tartaglia G G, Farrer L A, Kaminski Schierle G S, Kaminski C F, Holt C E, Fraser P E, Schmitt-Ulms G, Klenerman D, Knowles T, Vendruscolo M, St George-Hyslop P. Cell, 2018, 173 (3): 720.

[59]	Shen T H, Lin H K, Scaglioni P P, Yung T M, Pandolfi P P. Mol. Cell, 2006, 24 (3): 331.

[60]	Ries R J, Zaccara S, Klein P, Olarerin-George A, Namkoong S, Pickering B F, Patil D P, Kwak H, Lee J H, Jaffrey S R. Nature, 2019, 571(7765): 424.

[61]	Fu Y, Zhuang X W. Nat. Chem. Biol., 2020, 16(9): 955.

[62]	Varadi M, Zsolyomi F, Guharoy M, Tompa P. PLoS One, 2015, 10(10): e0139731.

[63]	Murray D T, Kato M, Lin Y, Thurber K R, Hung I, McKnight S L, Tycko R. Cell, 2017, 171 (3): 615.

[64]	Ambadipudi S, Biernat J, Riedel D, Mandelkow E, Zweckstetter M. Nat. Commun., 2017, 8: 275.

[65]	Heller G T, Aprile F A, Michaels T C T, Limbocker R, Perni M, Ruggeri F S, Mannini B, Lohr T, Bonomi M, Camilloni C, De Simone A, Felli I C, Pierattelli R, Knowles T P J, Dobson C M, Vendruscolo M. Sci. Adv., 2020, 6 (45): eabb5924.

[66]	Patel A, Malinovska L, Saha S, Wang J, Alberti S, Krishnan Y, Hyman A A. Science, 2017, 356(6339): 753.

[67]	Fang M Y, Markmiller S, Vu A Q, Javaherian A, Dowdle W E, Jolivet P, Bushway P J, Castello N A, Baral A, Chan M Y, Linsley J W, Linsley D, Mercola M, Finkbeiner S, Lecuyer E, Lewcock J W, Yeo G W. Neuron, 2019, 103(5): 802.

[68]	Wheeler R J, Lee H O, Poser I, Pal A, Doeleman T, Kishigami S, Kour S, Anderson E N, Marrone L, Murthy A C, Jahnel M, Zhang X, Boczek E, Fritsch A, Fawzi N L, Sterneckert J, Pandey U, David D C, Davis B G, Baldwin A J, Hermann A, Bickle M, Alberti S, Hyman A A. BioRxiv, 2019,721001.

[69]	Girdhar A, Bharathi V, Tiwari V R, Abhishek S, Deeksha W, Mahawar U S, Raju G, Singh S K, Prabusankar G, Rajakumara E, Patel B K. Int. J. Biol. Macromol., 2020, 147: 117.

[70]	Jack A, Ferro L S, Trnka M J, Wehri E, Nadgir A, Nguyenla X, Fox D, Costa K, Stanley S, Schaletzky J, Yildiz A. PloS Biol., 2021, 19 (10): e3001425.

[71]	Zhao D, Xu W F, Zhang X F, Wang X T, Ge Y Y, Yuan E M, Xiong Y P, Wu S Y, Li S Y, Wu N, Tian T Z, Feng X L, Shu H T, Lang P, Li J X, Zhu F C, Shen X K, Li H T, Li P L, Zeng J Y. Protein Cell, 2021, 12(9): 734.

[72]

Klein I A, Boija A, Afeyan L K, Hawken S W, Fan M Y, Dall’Agnese A, Oksuz O, Henninger J E, Shrinivas K, Sabari B R, Sagi I, Clark V E, Platt J M, Kar M, McCall P M, Zamudio A V, Manteiga J C, Coffey E L, Li C H, Hannett N M, Guo Y E, Decker T M, Lee T I, Zhang T H, Weng J K, Taatjes D J, Chakraborty A, Sharp P A, Chang Y T, Hyman A A, Gray N S, Young R A. Science, 2020, 368(6497): 1386.

[73]	Wheeler R J. Emerg. Top. Life Sci., 2020, 4(3): 331.

[74]	Petronilho E C, Pedrote M M, Marques M A, Passos Y M, Mota M F, Jakobus B, de Sousa G D S, Pereira da Costa F, Felix A L, Ferretti G D S, Almeida F P, Cordeiro Y, Vieira T C R G, de Oliveira G A P, Silva J L. Chem. Sci., 2021: 7334.

[75]	Xue B, Dunker A K, Uversky V N. J. Biomol. Struct. Dyn., 2012, 30(2): 137.

[76]	Ruan H, Sun Q, Zhang W L, Liu Y, Lai L H. Drug Discov. Today, 2019, 24(1): 217.

[77]	Berg T, Cohen S B, Desharnais J, Sonderegger C, Maslyar D J, Goldberg J, Boger D L, Vogt P K. PNAS, 2002, 99(6): 3830.

[78]	Yin X Y, Giap C, Lazo J S, Prochownik E V. Oncogene, 2003, 22(40): 6151.

[79]	Erkizan H V, Kong Y L, Merchant M, Schlottmann S, Barber-Rotenberg J S, Yuan L S, Abaan O D, Chou T H, Dakshanamurthy S, Brown M L, Üren A, Toretsky J A. Nat. Med., 2009, 15(7): 750.

[80]	Biesaga M, FrigolÉ-Vivas M, Salvatella X. Curr. Opin. Chem. Biol., 2021, 62: 90.

[81]	Iconaru L I, Ban D, Bharatham K, Ramanathan A, Zhang W X, Shelat A A, Zuo J, Kriwacki R W. Sci. Rep., 2015, 5: 15686.

[82]	Boike L, Cioffi A G, Majewski F C, Co J, Henning N J, Jones M D, Liu G, McKenna J M, Tallarico J A, Schirle M, Nomura D K. Cell Chem. Biol., 2021, 28(1): 4.

[83]	Wang W, Ye W, Jiang C, Luo R, Chen H F. Chem. Biol. Drug Des., 2014, 84(3): 253.

[84]	Zhou C Y, Jiang F, Wu Y D. J. Phys. Chem. B, 2015, 119(3): 1035.

[85]	Song D, Luo R, Chen H F. J. Chem. Inf. Model., 2017, 57(5): 1166.

[86]	Huang J, Rauscher S, Nawrocki G, Ran T, Feig M, de Groot B L, Grubmüller H, MacKerell A D Jr. Nat. Methods, 2017, 14(1): 71.

[87]	Yu C, Niu X G, Jin F, Liu Z R, Jin C W, Lai L H. Sci. Rep., 2016, 6: 22298.

[88]	Jin F, Yu C, Lai L H, Liu Z R. PLoS Comput. Biol., 2013, 9(10): e1003249.

[89]	Ruan H, Yu C, Niu X G, Zhang W L, Liu H Z, Chen L M, Xiong R Y, Sun Q, Jin C W, Liu Y, Lai L H. Chem. Sci., 2021, 12(8): 3004.

[90]	Burke K A, Janke A M, Rhine C L, Fawzi N L. Mol. Cell, 2015, 60(2): 231.

[91]	Brady J P, Farber P J, Sekhar A, Lin Y H, Huang R, Bah A, Nott T J, Chan H S, Baldwin A J, Forman-Kay J D, Kay L E. PNAS, 2017, 114(39): e8194.

[92]	Das R K, Ruff K M, Pappu R V. Curr. Opin. Struct. Biol., 2015, 32: 102.

[93]	Riback J A, Zhu L, Ferrolino M C, Tolbert M, Mitrea D M, Sanders D W, Wei M T, Kriwacki R W, Brangwynne C P. Nature, 2020, 581(7807): 209.

[94]	Xu G H, Cheng K, Li C, Li C G. Progress in Chemistry, 2020, 32 (08): 1231.

[95]	(徐国华, 成凯, 王晨, 李从刚. 化学进展, 2020, 32 (08): 1231.).

[96]	Li Q, Lin K, Xing X R. Progress in Chemistry, 2020, 32 (08): 1219.

[97]	(李强, 林鲲, 邢献然. 化学进展, 2020, 32 (08): 1219.).

[1]	Banani S F, Lee H O, Hyman A A, Rosen M K. Nat. Rev. Mol. Cell Biol., 2017, 18(5): 285.
[2]	Hyman A A, Weber C A, Jülicher F. Annu. Rev. Cell Dev. Biol., 2014, 30: 39.
[3]	Mitrea D M, Kriwacki R W. Cell Commun. Signal., 2016, 14: 1.
[4]	Brangwynne C P, Eckmann C R, Courson D S, Rybarska A, Hoege C, Gharakhani J, Jülicher F, Hyman A A. Science, 2009, 324(5935): 1729.
[5]	Brangwynne C P, Mitchison T J, Hyman A A. PNAS, 2011, 108(11): 4334.
[6]	Wippich F, Bodenmiller B, Trajkovska M G, Wanka S, Aebersold R, Pelkmans L. Cell, 2013, 152(4): 791.
[7]	Anderson P, Kedersha N. Trends Biochem. Sci., 2008, 33(3): 141.
[8]	Decker C J, Parker R. Cold Spring Harb. Perspect. Biol., 2012, 4(9): a012286.
[9]	Li P L, Banjade S, Cheng H C, Kim S, Chen B Y, Guo L, Llaguno M, Hollingsworth J V, King D S, Banani S F, Russo P S, Jiang Q X, Nixon B T, Rosen M K. Nature, 2012, 483(7389): 336.
[10]	Kato M, Han T W, Xie S H, Shi K, Du X L, Wu L C, Mirzaei H, Goldsmith E J, Longgood J, Pei J M, Grishin N V, Frantz D E, Schneider J W, Chen S, Li L, Sawaya M R, Eisenberg D, Tycko R, McKnight S L. Cell, 2012, 149(4): 753.
[11]	Boija A, Klein I A, Young R A. Cancer Cell, 2021, 39(2): 174.
[12]	Franzmann T M, Jahnel M, Pozniakovsky A, Mahamid J, Holehouse A S, Nüske E, Richter D, Baumeister W, Grill S W, Pappu R V, Hyman A A, Alberti S. Science, 2018, 359(6371): eaao5654.
[13]	Kroschwald S, Munder M C, Maharana S, Franzmann T M, Richter D, Ruer M, Hyman A A, Alberti S. Cell Rep., 2018, 23 (11): 3327.
[14]	Riback J A, Katanski C D, Kear-Scott J L, Pilipenko E V, Rojek A E, Sosnick T R, Drummond D A. Cell, 2017, 168(6): 1028.
[15]	Du M, Chen Z J. Science, 2018, 361 (6403): 704.
[16]	Sheu-Gruttadauria J, MacRae I J. Cell, 2018, 173 (4): 946.
[17]	Langdon E M, Qiu Y, Ghanbari Niaki A, McLaughlin G A, Weidmann C A, Gerbich T M, Smith J A, Crutchley J M, Termini C M, Weeks K M, Myong S, Gladfelter A S. Science, 2018, 360 (6391): 922.
[18]	Wang B, Zhang L, Dai T, Qin Z R, Lu H S, Zhang L, Zhou F F. Signal Transduct. Target. Ther., 2021, 6: 290.
[19]	Zhang H, Ji X, Li P L, Liu C, Lou J Z, Wang Z, Wen W Y, Xiao Y, Zhang M J, Zhu X L. Sci. China Life Sci., 2020, 63(7): 953.
[20]	Xu X M, Zheng C H, Lu D D, Song C P, Zhang L X. J. Integr. Plant Biol., 2021, 63(11): 1835.
[21]	Wu R B, Li P L. Science Bulletin, 2019, 64 (22): 2285.
[21]	(吴荣波, 李丕龙. 科学通报, 2019, 64 (22): 2285.).
[22]	Zhao Y, Zhang H. Dev. Cell, 2020, 55(1): 30.
[23]	Zhang C S, Lai L H. Chinese Journal of Chemical Physics, 2020, 36 (1): 154.
[23]	(张长胜, 来鲁华. 物理化学学报, 2020, 36 (1): 154.).
[24]	Li Q, Peng X J, Li Y Q, Tang W Q, Zhu J A, Huang J, Qi Y F, Zhang Z Q. Nucleic Acids Res., 2020, 48(D1): D320.
[25]	Ning W S, Guo Y P, Lin S F, Mei B, Wu Y, Jiang P R, Tan X D, Zhang W Z, Chen G W, Peng D, Chu L, Xue Y. Nucleic Acids Res., 2020, 48(D1): D288.
[26]	Meszaros B, Erdos G, Szabo B, Schad E, Tantos A, Abukhairan R, Horvath T, Murvai N, Kovacs O P, Kovacs M, Tosatto S C E, Tompa P, Dosztanyi Z, Pancsa R. Nucleic Acids Res., 2020, 48 (D1): D360.
[27]	You K Q, Huang Q, Yu C Y, Shen B Y, Sevilla C, Shi M L, Hermjakob H, Chen Y, Li T T. Nucleic Acids Res., 2020, 48(D1): D354.
[28]	Chu X Q, Sun T L, Li Q, Xu Y J, Zhang Z Q, Lai L H, Pei J F. BMC Bioinform., 2022, 23: 72.
[29]	Li Q, Wang X, Dou Z H, Yang W S, Huang B F, Lou J Z, Zhang Z Q. Int. J. Mol. Sci., 2020, 21(18): 6796.
[30]	Bhowmick A, Brookes D H, Yost S R, Dyson H J, Forman-Kay J D, Gunter D, Head-Gordon M, Hura G L, Pande V S, Wemmer D E, Wright P E, Head-Gordon T. J. Am. Chem. Soc., 2016, 138(31): 9730.
[31]	van der Lee R, Buljan M, Lang B, Weatheritt R J, Daughdrill G W, Dunker A K, Fuxreiter M, Gough J, Gsponer J, Jones D T, Kim P M, Kriwacki R W, Oldfield C J, Pappu R V, Tompa P, Uversky V N, Wright P E, Babu M M. Chem. Rev., 2014, 114 (13): 6589.
[32]	Uversky V N, DavÉ V, Iakoucheva L M, Malaney P, Metallo S J, Pathak R R, Joerger A C. Chem. Rev., 2014, 114 (13): 6844.
[33]	Dinic J, Marciel A B, Tirrell M V. Curr. Opin. Colloid Interface Sci., 2021, 54: 101457.
[34]	Brangwynne C P, Tompa P, Pappu R V. Nat. Phys., 2015, 11(11): 899.
[35]	Kamimura Y R, Kanai M. Bull. Chem. Soc. Jpn., 2021, 94(3): 1045.
[36]	Zhou H B, Song Z H, Zhong S, Zuo L Y, Qi Z, Qu L J, Lai L H. Angew. Chem. Int. Ed., 2019, 58(15): 4858.
[37]	Wang Y Y, Zhou H B, Sun X Y, Huang Q J, Li S Y, Liu Z R, Zhang C S, Lai L H. J. Mol. Biol., 2021, 433(22): 167269.
[38]	Yang P, Mathieu C, Kolaitis R M, Zhang P, Messing J, Yurtsever U, Yang Z, Wu J, Li Y, Pan Q, Yu J, Martin E W, Mittag T, Kim H J, Taylor J P. Cell, 2020, 181 (2): 325.
[39]	GuillÉn-Boixet J, Kopach A, Holehouse A S, Wittmann S, Jahnel M, Schlüßler R, Kim K, Trussina I R E A, Wang J, Mateju D, Poser I, Maharana S, Ruer-Gruß M, Richter D, Zhang X J, Chang Y T, Guck J, Honigmann A, Franzmann T M. Cell, 2020, 181(2): 346.
[40]	Kamagata K, Kanbayashi S, Honda M, Itoh Y, Takahashi H, Kameda T, Nagatsugi F, Takahashi S. Sci. Rep., 2020, 10 (1):580.
[41]	Wang J, Choi J M, Holehouse A S, Lee H O, Zhang X J, Jahnel M, Maharana S, Lemaitre R, Pozniakovsky A, Drechsel D, Poser I, Pappu R V, Alberti S, Hyman A A. Cell, 2018, 174(3): 688.
[42]	Krainer G, Welsh T J, Joseph J A, Espinosa J R, Wittmann S, Sridhar A, Toprakcioglu Z, Gudiškyt? G, Czekalska M A, Arter W E, GuillÉn-Boixet J, Franzmann T M, Qamar S, George-Hyslop P S, Hyman A A, Collepardo-Guevara R, Alberti S, Knowles T P J. Nat. Commun., 2021, 12: 1085.
[43]	Molliex A, Temirov J, Lee J H, Coughlin M, Kanagaraj A P, Kim H J, Mittag T, Taylor J P. Cell, 2015, 163(1): 123.
[44]	Xiang S H, Kato M, Wu L C, Lin Y, Ding M, Zhang Y J, Yu Y H, McKnight S L. Cell, 2015, 163(4): 829.
[45]	Nott T J, Petsalaki E, Farber P, Jervis D, Fussner E, Plochowietz A, Craggs T D, Bazett-Jones D P, Pawson T, Forman-Kay J D, Baldwin A J. Mol. Cell, 2015, 57(5): 936.
[46]	Elbaum-Garfinkle S, Kim Y, Szczepaniak K, Chen C C H, Eckmann C R, Myong S, Brangwynne C P. PNAS, 2015, 112(23): 7189.
[47]	Kim H J, Kim N C, Wang Y D, Scarborough E A, Moore J, Diaz Z, MacLea K S, Freibaum B, Li S Q, Molliex A, Kanagaraj A P, Carter R, Boylan K B, Wojtas A M, Rademakers R, Pinkus J L, Greenberg S A, Trojanowski J Q, Traynor B J, Smith B N, Topp S, Gkazi A S, Miller J, Shaw C E, Kottlors M, Kirschner J, Pestronk A, Li Y R, Ford A F, Gitler A D, Benatar M, King O D, Kimonis V E, Ross E D, Weihl C C, Shorter J, Taylor J P. Nature, 2013, 495(7442): 467.
[48]	Mittag T, Parker R. J. Mol. Biol., 2018, 430(23): 4636.
[49]	Mitrea D M, Cika J A, Guy C S, Ban D, Banerjee P R, Stanley C B, Nourse A, Deniz A A, Kriwacki R W. Elife, 2016, 5, e13571.
[50]	Mitrea D M, Cika J A, Stanley C B, Nourse A, Onuchic P L, Banerjee P R, Phillips A H, Park C G, Deniz A A, Kriwacki R W. Nat. Commun., 2018, 9: 842.
[51]	Lin Y, Currie S L, Rosen M K. J. Biol. Chem., 2017, 292(46): 19110.
[52]	Monahan Z, Ryan V H, Janke A M, Burke K A, Rhoads S N, Zerze G H, O’Meally R, Dignon G L, Conicella A E, Zheng W W, Best R B, Cole R N, Mittal J, Shewmaker F, Fawzi N L. EMBO J., 2017, 36(20): 2951.
[53]	Aumiller W M Jr, Keating C D. Nat. Chem., 2016, 8(2): 129.
[54]	Kwon I, Kato M, Xiang S H, Wu L, Theodoropoulos P, Mirzaei H, Han T N, Xie S H, Corden J L, McKnight S L. Cell, 2013, 155(5): 1049.
[55]	Ryan V H, Dignon G L, Zerze G H, Chabata C V, Silva R, Conicella A E, Amaya J, Burke K A, Mittal J, Fawzi N L. Mol. Cell, 2018, 69(3): 465.
[56]	Qamar S, Wang G, Randle S J, Ruggeri F S, Varela J A, Lin J Q, Phillips E C, Miyashita A, Williams D, Strohl F, Meadows W, Ferry R, Dardov V J, Tartaglia G G, Farrer L A, Kaminski Schierle G S, Kaminski C F, Holt C E, Fraser P E, Schmitt-Ulms G, Klenerman D, Knowles T, Vendruscolo M, St George-Hyslop P. Cell, 2018, 173 (3): 720.
[57]	Shen T H, Lin H K, Scaglioni P P, Yung T M, Pandolfi P P. Mol. Cell, 2006, 24 (3): 331.
[58]	Ries R J, Zaccara S, Klein P, Olarerin-George A, Namkoong S, Pickering B F, Patil D P, Kwak H, Lee J H, Jaffrey S R. Nature, 2019, 571(7765): 424.
[59]	Fu Y, Zhuang X W. Nat. Chem. Biol., 2020, 16(9): 955.
[60]	Varadi M, Zsolyomi F, Guharoy M, Tompa P. PLoS One, 2015, 10(10): e0139731.
[61]	Murray D T, Kato M, Lin Y, Thurber K R, Hung I, McKnight S L, Tycko R. Cell, 2017, 171 (3): 615.
[62]	Ambadipudi S, Biernat J, Riedel D, Mandelkow E, Zweckstetter M. Nat. Commun., 2017, 8: 275.
[63]	Heller G T, Aprile F A, Michaels T C T, Limbocker R, Perni M, Ruggeri F S, Mannini B, Lohr T, Bonomi M, Camilloni C, De Simone A, Felli I C, Pierattelli R, Knowles T P J, Dobson C M, Vendruscolo M. Sci. Adv., 2020, 6 (45): eabb5924.
[64]	Patel A, Malinovska L, Saha S, Wang J, Alberti S, Krishnan Y, Hyman A A. Science, 2017, 356(6339): 753.
[65]	Fang M Y, Markmiller S, Vu A Q, Javaherian A, Dowdle W E, Jolivet P, Bushway P J, Castello N A, Baral A, Chan M Y, Linsley J W, Linsley D, Mercola M, Finkbeiner S, Lecuyer E, Lewcock J W, Yeo G W. Neuron, 2019, 103(5): 802.
[66]	Wheeler R J, Lee H O, Poser I, Pal A, Doeleman T, Kishigami S, Kour S, Anderson E N, Marrone L, Murthy A C, Jahnel M, Zhang X, Boczek E, Fritsch A, Fawzi N L, Sterneckert J, Pandey U, David D C, Davis B G, Baldwin A J, Hermann A, Bickle M, Alberti S, Hyman A A. BioRxiv, 2019,721001.
[67]	Girdhar A, Bharathi V, Tiwari V R, Abhishek S, Deeksha W, Mahawar U S, Raju G, Singh S K, Prabusankar G, Rajakumara E, Patel B K. Int. J. Biol. Macromol., 2020, 147: 117.
[68]	Jack A, Ferro L S, Trnka M J, Wehri E, Nadgir A, Nguyenla X, Fox D, Costa K, Stanley S, Schaletzky J, Yildiz A. PloS Biol., 2021, 19 (10): e3001425.
[69]	Zhao D, Xu W F, Zhang X F, Wang X T, Ge Y Y, Yuan E M, Xiong Y P, Wu S Y, Li S Y, Wu N, Tian T Z, Feng X L, Shu H T, Lang P, Li J X, Zhu F C, Shen X K, Li H T, Li P L, Zeng J Y. Protein Cell, 2021, 12(9): 734.
[70]	Klein I A, Boija A, Afeyan L K, Hawken S W, Fan M Y, Dall’Agnese A, Oksuz O, Henninger J E, Shrinivas K, Sabari B R, Sagi I, Clark V E, Platt J M, Kar M, McCall P M, Zamudio A V, Manteiga J C, Coffey E L, Li C H, Hannett N M, Guo Y E, Decker T M, Lee T I, Zhang T H, Weng J K, Taatjes D J, Chakraborty A, Sharp P A, Chang Y T, Hyman A A, Gray N S, Young R A. Science, 2020, 368(6497): 1386.
[71]	Wheeler R J. Emerg. Top. Life Sci., 2020, 4(3): 331.
[72]	Petronilho E C, Pedrote M M, Marques M A, Passos Y M, Mota M F, Jakobus B, de Sousa G D S, Pereira da Costa F, Felix A L, Ferretti G D S, Almeida F P, Cordeiro Y, Vieira T C R G, de Oliveira G A P, Silva J L. Chem. Sci., 2021: 7334.
[73]	Xue B, Dunker A K, Uversky V N. J. Biomol. Struct. Dyn., 2012, 30(2): 137.
[74]	Ruan H, Sun Q, Zhang W L, Liu Y, Lai L H. Drug Discov. Today, 2019, 24(1): 217.
[75]	Berg T, Cohen S B, Desharnais J, Sonderegger C, Maslyar D J, Goldberg J, Boger D L, Vogt P K. PNAS, 2002, 99(6): 3830.
[76]	Yin X Y, Giap C, Lazo J S, Prochownik E V. Oncogene, 2003, 22(40): 6151.
[77]	Erkizan H V, Kong Y L, Merchant M, Schlottmann S, Barber-Rotenberg J S, Yuan L S, Abaan O D, Chou T H, Dakshanamurthy S, Brown M L, Üren A, Toretsky J A. Nat. Med., 2009, 15(7): 750.
[78]	Biesaga M, FrigolÉ-Vivas M, Salvatella X. Curr. Opin. Chem. Biol., 2021, 62: 90.
[79]	Iconaru L I, Ban D, Bharatham K, Ramanathan A, Zhang W X, Shelat A A, Zuo J, Kriwacki R W. Sci. Rep., 2015, 5: 15686.
[80]	Boike L, Cioffi A G, Majewski F C, Co J, Henning N J, Jones M D, Liu G, McKenna J M, Tallarico J A, Schirle M, Nomura D K. Cell Chem. Biol., 2021, 28(1): 4.
[81]	Wang W, Ye W, Jiang C, Luo R, Chen H F. Chem. Biol. Drug Des., 2014, 84(3): 253.
[82]	Zhou C Y, Jiang F, Wu Y D. J. Phys. Chem. B, 2015, 119(3): 1035.
[83]	Song D, Luo R, Chen H F. J. Chem. Inf. Model., 2017, 57(5): 1166.
[84]	Huang J, Rauscher S, Nawrocki G, Ran T, Feig M, de Groot B L, Grubmüller H, MacKerell A D Jr. Nat. Methods, 2017, 14(1): 71.
[85]	Yu C, Niu X G, Jin F, Liu Z R, Jin C W, Lai L H. Sci. Rep., 2016, 6: 22298.
[86]	Jin F, Yu C, Lai L H, Liu Z R. PLoS Comput. Biol., 2013, 9(10): e1003249.
[87]	Ruan H, Yu C, Niu X G, Zhang W L, Liu H Z, Chen L M, Xiong R Y, Sun Q, Jin C W, Liu Y, Lai L H. Chem. Sci., 2021, 12(8): 3004.
[88]	Burke K A, Janke A M, Rhine C L, Fawzi N L. Mol. Cell, 2015, 60(2): 231.
[89]	Brady J P, Farber P J, Sekhar A, Lin Y H, Huang R, Bah A, Nott T J, Chan H S, Baldwin A J, Forman-Kay J D, Kay L E. PNAS, 2017, 114(39): e8194.
[90]	Das R K, Ruff K M, Pappu R V. Curr. Opin. Struct. Biol., 2015, 32: 102.
[91]	Riback J A, Zhu L, Ferrolino M C, Tolbert M, Mitrea D M, Sanders D W, Wei M T, Kriwacki R W, Brangwynne C P. Nature, 2020, 581(7807): 209.
[92]	Xu G H, Cheng K, Li C, Li C G. Progress in Chemistry, 2020, 32 (08): 1231.
[92]	(徐国华, 成凯, 王晨, 李从刚. 化学进展, 2020, 32 (08): 1231.).
[93]	Li Q, Lin K, Xing X R. Progress in Chemistry, 2020, 32 (08): 1219.
[93]	(李强, 林鲲, 邢献然. 化学进展, 2020, 32 (08): 1219.).