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点击蓝字 ↑ 关注药研视角 PharmaView JMC速览 2025.08.22 近日，南京正大天晴徐丹等团队在国际权威药物化学期刊《Journal of Medicinal Chemistry》上发表了一篇题为《Akt3选择性降解剂的设计、合成与生物活性评估》的研究论文，首次报道了基于PROTAC技术开发的、能够高效且特异性降解Akt3蛋白的小分子化合物。研究团队通过系统优化E3连接酶配体、连接链长度及连接位点，成功筛选出化合物12，该分子在多种癌细胞中展现出纳摩尔级别的Akt3降解活性（DC50低至7 nM），而对Akt1和Akt2几乎无影响。值得注意的是，尽管化合物12能精准清除Akt3，但其在36种高表达Akt3的癌细胞系中的抗增殖作用普遍较弱（IC50＞30 μM），提示单纯靶向Akt3可能不足以阻断肿瘤信号网络。该研究不仅为Akt3选择性干预提供了首个高特异性化学工具，也为未来联合治疗策略的设计奠定了重要基础。 1 min速览 研究背景 Akt（蛋白激酶B，PKB）家族中的Akt3在PI3K-Akt-mTOR通路里扮演关键角色，其过度激活与三阴性乳腺癌、非小细胞肺癌等多种恶性肿瘤的进展密切相关。然而，现有Akt抑制剂或降解剂多为泛Akt靶向，容易同时抑制正常生理功能必需的Akt1/2，带来剂量限制性毒性。因此，开发能够“只清除Akt3、不动Akt1/2”的分子工具，是精准肿瘤学亟待解决的技术瓶颈。 重点内容 设计策略：以公司自研的Akt抑制剂NTQ1062为起点，利用其溶剂暴露的异丙胺位点连接不同长度/类型的连接链，再引入E3泛素连接酶配体（lenalidomide等），构建系列PROTAC分子。 构效关系：• 连接链长度显著影响降解活性，11-12个碳原子最佳；• E3配体类型及连接位点决定选择性——化合物12（链长11碳、lenalidomide类E3配体、酰胺连接）对Akt3的DC50=7.5 nM，对Akt1/2>5000 nM。 生物学验证：• 在MDA-MB-468、MDA-MB-231、A-375等癌细胞中，化合物12均实现>80%的Akt3降解，且Western blot和HTRF两种方法结果一致；• 全局蛋白质组学证实仅Akt3及TMEM120B显著下调，脱靶效应极小；• 然而，36株高表达Akt3的癌细胞系中，化合物12的IC50普遍＞30 μM，提示单一降解Akt3不足以抑制肿瘤增殖。 研究总结 本研究首次报道了基于PROTAC策略的高效、高选择性Akt3降解剂，明确了“链长-E3配体-连接位点”三元组合对选择性的关键作用，为后续研究提供了可复制的化学模板。同时，实验表明仅清除Akt3可能不足以打破肿瘤代偿信号，未来需探索Akt3联合靶点或联合用药策略，以实现真正的临床获益。 图片来源：ACS 详细阅读 01 INTRODUCTION 研究背景 Akt（又称蛋白激酶B，PKB）由Akt1、Akt2、Akt3三种亚型组成，是PI3K-Akt-mTOR信号轴的核心节点，调控细胞增殖、存活、代谢等关键过程；该通路在乳腺癌、胰腺癌等多种肿瘤中异常激活，成为广受关注的抗癌靶点。目前已有MK-2206、AZD5363等抑制剂进入临床，却普遍对三种Akt亚型不加区分地抑制，可能影响正常生理功能。近年研究发现，Akt3对三阴性乳腺癌的增殖尤为关键，其敲除显著抑制肿瘤生长，而Akt1或Akt2缺失影响有限；此外，Akt3还与miRNA网络、非小细胞肺癌靶向药耐药及自身免疫调节密切相关。然而，由于三种亚型结构高度相似，开发真正亚型选择性的抑制剂长期面临挑战。PROTAC技术通过招募E3泛素连接酶实现靶蛋白降解，为“只降解Akt3、不动Akt1/2”提供了新的分子设计思路，也为克服传统抑制剂的局限性带来了希望。 图片来源：ACS 02 Drug Desigh ①设计思路 作者首先锁定已报道的Akt抑制剂NTQ1062作为PROTAC的靶蛋白配体，因其对Akt3的亲和力显著高于Akt1/2，且晶体结构显示其异丙胺侧链完全暴露于溶剂区，可方便地延伸连接E3连接酶配体；随后以lenalidomide为E3配体，通过改变linker长度（8–11个碳）、连接化学（烷基、炔基或酰胺键）以及E3配体连接位点，系统合成并评估了25个PROTAC分子，发现linker长度11个碳、酰胺键连接、lenalidomide 4-位连接的化合物12能在7.5 nM即实现>90%的Akt3降解，对Akt1/2几乎无活性，且钩状效应可通过后续配体优化进一步降低，从而确立了Akt3高选择性降解剂的设计范式。 图片来源：ACS ②构效关系 作者以公司前期开发、对Akt亚型具有微弱差异亲和力的抑制剂NTQ1062作为起点，通过分子对接发现其异丙胺侧链完全暴露于溶剂区，可作为连接E3配体的理想“把手”。为了兼顾口服成药性，他们选用低分子量、类药性优良的lenalidomide作为E3配体，并围绕连接臂的长度、柔性及连接位点展开系统优化：首先合成8条含不同碳链长度（8–11碳）或炔基/酰胺骨架的柔性连接臂（化合物1–8），发现链长11碳时Akt3降解效率最高；随后改用酰胺键连接并调整链长，得到活性更高的化合物11（DC50 13.5 nM）与化合物12（DC50 7.5 nM），后者在7.5 nM即可显著降解Akt3，而对Akt1/2几乎无影响，但出现典型的“钩状”高浓度抑制现象。为进一步提高选择性并降低钩状效应，作者替换掉NTQ1062骨架，采用对Akt3选择性更高的新型配体，并对E3配体种类、连接位点甚至甲基化修饰进行多维度微调，最终锁定化合物12作为最优候选，其降解效率与亚型专一性在后续细胞实验中均得到充分验证。 图片来源：ACS 03 RESULTS ①细胞水平验证化合物12的降解效力与亚型专一性 在MDA-MB-468三阴性乳腺癌细胞中，作者用Western blot和HTRF两种方法平行验证化合物12的降解效能：结果显示该分子在2.8 nM即可显著降低Akt3蛋白水平，DC50约7.5 nM，且高浓度出现典型“钩状效应”；同时，Akt1和Akt2的蛋白量几乎不受影响，确证了化合物12在细胞内依旧保持优异的选择性。 图片来源：ACS ②全局蛋白质组学 作者在MDA-MB-468细胞中用0.2 μM化合物12或DMSO处理24小时后进行无偏蛋白质组学分析，结果显示除Akt3外仅TMEM120B显著下调，其余近8000种检测蛋白均未出现明显变化，证明化合物12在全蛋白质组范围内具有极高特异性，基本无脱靶降解风险。 图片来源：ACS ③跨细胞系验证化合物12的高效选择性降解 为了进一步确认化合物12的广谱适用性，作者在MDA-MB-231三阴性乳腺癌和A-375黑色素瘤两种额外高表达Akt3的细胞系中进行验证：HTRF结果显示，化合物12在MDA-MB-231中DC50为7.0 nM、最大降解率92.5%，在A-375中DC50为54.3 nM、最大降解率83.8%，而对Akt1和Akt2的DC50均大于5000 nM，未观察到明显降解，充分表明其在不同组织来源的细胞中仍保持高效且专一靶向Akt3的能力。 图片来源：ACS ④Akt3降解强效≠细胞增殖抑制显著 作者在Akt3敏感的三阴性乳腺癌细胞系MDA-MB-468和MDA-MB-231中评估化合物12的抗增殖能力，结果显示尽管该分子以7 nM左右的极低浓度即可几乎完全降解Akt3，但其对细胞生长的抑制却十分有限，IC50分别达到>30 μM和13.5 μM；进一步对36种高表达Akt3的实体瘤细胞系进行筛选，发现其中27株的IC50超过30 μM，提示单独清除Akt3蛋白不足以阻断下游致癌信号，可能因代偿通路或冗余机制削弱了治疗效应。 CONCLUSIONS 本研究通过系统的PROTAC设计-合成-评价流程，首次获得了兼具高活性（纳摩尔级DC50）与亚型专一性（对Akt1/2基本无影响）的Akt3降解剂，其中化合物12在多种癌细胞中均表现稳健；然而，细胞增殖实验反复显示，单独降解Akt3并不能显著抑制肿瘤生长，提示在临床转化中需考虑联合靶向或组合策略。 文献详细全面信息请跳转原文阅读： https://doi-org.libproxy1.nus.edu.sg/10.1021/acs.jmedchem.5c00708  声明：发表/转载本文仅仅是出于传播信息的需要，并不意味着代表本公众号观点或证实其内容的真实性。据此内容作出的任何判断，后果自负。若有侵权，告知必删！ 长按关注本公众号  粉丝群/投稿/授权/广告等 请联系公众号助手 觉得本文好看，请点这里↓