【Angew. Chem. Int. Ed.】姚少钦/张志民等解析人类激酶组中催化赖氨酸用于共价抑制剂开发

2024-01-31

大家好，今天分享一篇发表在Angew上的文章Global Reactivity Profiling of the Catalytic Lysine in Human Kinome for Covalent Inhibitor Development。文章的通讯作者是来自新加坡国立大学的姚少钦教授、Guanghui Tang博士和暨南大学的张志民教授。激酶是重要的治疗靶标，目前已经发展出了很多针对非保守、非催化性半胱氨酸的共价激酶抑制剂。但是这些半胱氨酸在人激酶组上面的可及性较差，且一些目标位点存在耐药性突变，所以还需要新的共价激酶抑制剂设计策略。目前也有一些针对保守催化赖氨酸的抑制剂开发策略，但是由于目前针对赖氨酸的配体较少，且大多不具有细胞活性，所以还需要开发更多新的针对赖氨酸的工具。此前虽然有一些利用硫-氟交换(SuFEx)反应的芳基磺酰氟(ArSO2F)探针开发的抑制剂，但是它们在细胞上的表现较差；而近期使用弱氨基探针如芳基氟磺酸盐ArOSO2F在水相中有很好的稳定性，利用它发现的EGFR共价抑制剂有很好的细胞活性。因此，本文中作者利用芳基氟磺盐ArOSO2F开发了更多赖氨酸探针，并实现了对激酶组催化赖氨酸的全局性分析，并利用这一结构设计了相关共价抑制剂。首先，作者从已知的非共价激酶结合支架出发，解析其ArSO2F衍生探针与激酶复合物的结构，发现在芳基上进行亲氨试剂的衍生可能使其与催化赖氨酸更加靠近，并合成了带有ArOSO2F以及不同吸电子基团的2-14号探针，以及带有可逆共价反应基团水杨醛SA的15/16号探针。他们先在纯的SRC激酶上证明了这些探针能够产生标记信号；之后在Jurkat细胞上用5uM探针处理2h，发现其中一部分探针也有比较好的标记内源SRC蛋白的效果。使用质谱和X射线衍射来解释其中标记较好的9和SRC的相互作用，发现两者之间的结合模式和ArSO2F衍生探针的类似，产生了稳定的亚胺连接；但是从KinomescanTM评价两种探针发现ArOSO2F能够比ArSO2F能够覆盖更广的激酶，说明它能够用于更高选择性的共价激酶抑制剂开发中。所以，作者使用了在上述实验中表现最好的9/10/15号探针，对人Jurkat细胞中激酶赖氨酸进行整体分析，之后按照报道过的支架设计方法进行赖氨酸共价抑制剂的开发。ArOSO2F衍生的9/10号探针比SA衍生的15号探针多鉴定到了一些激酶种类，而三种探针总体上鉴定到的激酶涵盖了激酶组中的所有类别。针对被显著靶向的位点之一AURKA，作者进行了后续抑制剂的开发。AURKA是治疗晚期癌症的靶标之一，其中抑制剂VX-680的非共价支架能够用于和ArOSO2F结合进行改造。几种设计的ArOSO2F或SA衍生结构都在体外具有良好的IC50值，质谱验证表明18及22能够修饰且只修饰在催化位点K162上，衍生的基团也没有影响抑制剂支架原有的激酶选择性。在抗肿瘤增殖方面，ArOSO2F衍生抑制剂的细胞毒性有所减弱，而SA衍生抑制剂的细胞毒性与ArOSO2F相似；在活细胞上，18/20/21/22都成功表现出对AURKA活性的抑制。作者还对抑制剂18的体内代谢情况进行了评价，认为它有较好的成药前景。最后，作者利用带有ArOSO2F衍生基团抑制剂的和AURKA蛋白的共晶结构进行了分析，证明抑制剂和催化赖氨酸之间形成了预期的共价键。总之，本文开发了一系列针对激酶赖氨酸的探针，可以以此设计新的共价激酶抑制剂。本文作者：MYZ责任编辑：LYC文章链接：https://onlinelibrary-wiley-com.libproxy1.nus.edu.sg/doi/10.1002/anie.202316394原文引用：10.1002/anie.202316394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↓