Ein Peptidmotif aus der Heterodimerisierungsdomäne der Lipidphosphatase MTMR7 bindet an und inhibiert mutiertes K-RAS(G12V)

Einleitung: Dem Therapieversagen bei Patienten mit gastrointestinalen (GI) Tumoren unterliegen häufig Mutationen im KRAS Onkogen, was eine direkte Hemmung mutierter K-RAS Proteine klinisch notwendig macht. Myotubularin-Related-Protein-7 (MTMR7) ist eine Lipidphosphatase, die die RAS-Effektorwege PI3K und ERK1/2 gleichzeitig inhibiert. Wir erhoben daher die Hypothese, dass MTMR7 bzw. seine C-terminale Heterodimerisierungsdomäne (CC) direkt K-RAS bindet und hemmt.

Ziele: Charakterisierung der 3D Struktur von MTMR7-CC und seiner Rolle in der Inhibition von K-RAS.

Methodik: Humane cDNA für MTMR7-CC (514-554), K-RAS wildtyp (WT) und G12V ohne den hypervariablen C-Terminus (ΔHVR, 1-169) wurden mit 6xHistidin- und SUMO-Adaptern in pET24a Vektor kloniert, in E. coli BL21 exprimiert und aufgereinigt. Das MTMR7 Peptid (521-550) sowie das K-RAS HVR Peptid (K-RAS4B, 159-188) wurden chemisch synthetisiert. Die Aufklärung der Strukturen und der Interaktionen des Peptids und der CC Domäne mit RAS erfolgte durch Kernspinresonanz (NMR) und Zirkulardichroismus (CD) Spektroskopie.

Ergebnis: Das MTMR7 Peptid und die MTMR7-CC liegen basal in einer unstrukturierten Konformation vor und formieren helikale Oligomere erst bei höheren Konzentrationen. Die CC Domäne interagierte dabei direkt mit der globulären ΔHVR Domäne des K-RAS WT Proteins als auch der GI-tumorrelevanten K-RAS(G12V) Mutante. Die MTMR7-CC Domäne zeigte eine bevorzugte Affinität für GDP-gebundenes K-RAS, welches womöglich den inaktiven Status der GTPase stabilisiert und seine onkogene Signalaktivität hemmt.

Schlussfolgerung: Diese Studie zeigte, dass MTMR7 im Gegensatz zu synthetischen niedermolekularen RAS-Inhibitoren (e.g. Sotorasib), ein physiologischer Inhibitor des humanen K-RAS Proteins darstellt. Somit könnte das MTMR7-CC Peptid in Zukunft als Peptidomimetikum weiterentwickelt werden, mit dem Ziel das Therapieansprechen in Patienten mit K-RAS mutierten Tumoren zu verbessern.

Publication History

Article published online:
04 September 2025