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利用活性的小分子化合物为探针发现重要的药物作用靶标,并解释细胞生命活动的规律是现代医学研究中有效策略。我们研究发现藤黄酸(gambogic acid,GA)在体内外均能够有效地抑制多发性骨髓瘤(Multiple myeloma,MM)细胞的存活与增殖。同时我们合成生物素标记GA(Biotin-GA)作为探针,利用一系列化学蛋白质组学技术开展其抗MM的化学生物学研究,研究结果发现GA可以直接靶向泛素特异性蛋白酶2a(USP2a)并高效抑制其酶活。接下来通过质谱分析与位点突变实验证实了USP2a的Cys284是GA的共价结合位点。此外,研究发现USP2a在MM中高表达且与生存期显著负相关,在MM细胞中敲低USP2a可显著抑制其体内外增殖。综上所述,我们的研究表明GA主要是通过别构抑制USP2a酶活发挥体内体外抗MM的效应,GA与USP2a作用的Cys284结合口袋有望为开发特异高效USP2a的抑制剂提供参考。T细胞急性淋巴细胞白血病(T-ALL)是由于未成熟T细胞祖细胞的致癌转化而引起的一种淋巴样恶性肿瘤,预后较差,急需新靶标的识别与发展新的药物来治疗这种疾病。WP1130是一种去泛素蛋白酶抑制剂(可抑制USP9X、USP24等),在此,我们发现WP1130能有效抑制T-ALL细胞的增殖并诱导其凋亡。此外,研究结果表明敲低USP24而非USP9X可显著抑制T-ALL细胞的生长和诱导其发生凋亡。USP24在T-ALL中表达上调并与其生存期呈显著负相关。进一步通过分子对接和细胞热力学稳定性迁移实验,我们证明WP1130与T-ALL细胞中USP24的活性位点口袋直接相互作用,抑制其活性导致其底物Mcl-1的减少。与此一致,当USP24被再激活表达时,WP1130诱导的T-ALL细胞凋亡被部分阻断。此外,我们还发现WP1130诱导细胞凋亡与线粒体跨膜电位的破坏有关。最后,通过异种移植模型我们发现WP1130在体内也可显著抑制T-ALL。综上所述,我们认为针对USP24-Mcl-1轴可能代表了一种新的治疗T-ALL策略,WP1130可作为开发抗T-ALL药物的前导化合物。