LRH-1 is a nuclear receptor that regulates lipid metabolism and homeostasis, making it an attractive target for the treatment of diabetes and non-alcoholic fatty liver disease. Building on recent structural information about ligand binding from our labs, we have designed a series of new LRH-1 agonists that further engage LRH-1 through added polar interactions. While the current synthetic approach to this scaffold has, in large part, allowed for decoration of the agonist core, significant variation of the bridgehead substituent is mechanistically precluded. We have developed a new synthetic approach to overcome this limitation, identified that bridgehead substitution is necessary for LRH-1 activation, and described an alternative class of bridgehead substituents for effective LRH-1 agonist development. We determined the crystal structure of LRH-1 bound to a bridgehead-modified compound, revealing a promising opportunity to target novel regions of the ligand-binding pocket to alter LRH-1 target gene expression.

Abstract Exogenous glucocorticoids are frequently used to treat inflammatory disorders and as adjuncts for treatment of solid cancers. However, their use is associated with severe side effects and therapy resistance. Novel glucocorticoid receptor (GR) ligands with a patient-validated reduced side effect profile have not yet reached the clinic. GR is a member of the nuclear receptor family of transcription factors and heavily relies on interactions with coregulator proteins for its transcriptional activity. To elucidate the role of the GR interactome in the differential transcriptional activity of GR following treatment with agonists, antagonists, or lead selective GR agonists and modulators (SEGRAMs), we generated comprehensive interactome maps by high-confidence proximity proteomics in lung epithelial carcinoma cells. We found that the GR antagonist RU486 and the SEGRAM Dagrocorat both reduced GR interaction with CREB-binding protein (CBP)/p300 and the Mediator complex when compared to the full GR agonist Dexamethasone. Our data offer new insights into the role of differential coregulator recruitment in shaping ligand-specific GR-mediated transcriptional responses. In Brief Glucocorticoids are commonly prescribed for the treatment of inflammatory disorders but are associated with severe side effects. Novel glucocorticoid receptor (GR) ligands with strong anti-inflammatory effects but reduced side effects are still sought after. Despite decades-long GR research, there is still an incomplete understanding of the molecular mechanisms driving context-specific GR activity. Using proximity labeling proteomics, we identified CREB-binding protein (CBP), p300 and the Mediator complex as potential crucial GR coregulators driving ligand-induced changes in GR’s transcriptional activity. Highlights Glucocorticoids (GCs), potent anti-inflammatory agents, can elicit side effects More selective GCs, causing less side effects, are currently still unavailable Lack of fundamental insights on context-specific actions of the GC receptor (GR) We mapped ligand-specific GR interactomes using proximity labeling proteomics p300/CBP and Mediator undergo ligand-dependent changes in interaction with GR