咖啡酸苄叉腙衍生物作为新型Procaspase-3激活剂：抗肿瘤效力的理性设计、合成与机制评价

《Bioorganic Chemistry》：Cafeic acid benzylidene hydrazides as novel procaspase-3 activators: Rational design, synthesis, and mechanistic evaluation of antitumor efficacy

本文报道了基于结构药效团模型理性设计的新型咖啡酸苄叉腙杂合衍生物，通过增强锌螯合能力高效激活procaspase-3（IC50达3.96μM），在肺癌（A549）和黑色素瘤（A375）细胞中展现优异抗增殖活性（23个化合物活性优于PAC-1），且ADMET预测显示先导化合物K-15具有良好药代动力学特性，为靶向caspase-3通路的抗癌药物开发提供新策略。

　　

亮点

材料

600 MHz核磁共振（NMR）（布鲁克）和超高效液相色谱-质谱联用（UPLC-MS）（沃特世）用于结构表征。H1M酶联免疫检测分析仪由博坦仪器有限公司（美国纽约）提供。高效液相色谱（HPLC）分析使用岛津LC-2030C 3D Plus系统。细胞培养在赛默飞世尔Heracell? 150i二氧化碳（CO₂）培养箱中进行。显微镜分析使用奥林巴斯CKX53倒置显微镜（日本东京）。

靶向Caspase-3的药效团模型

成功构建了适用于靶点Caspase-3的小分子数据集和药效团模型。在数据处理过程中，从海量数据库信息中精心筛选出77个活性和99个非活性小分子。聚类分析梳理了活性小分子的结构特征，最大程度保留了分子多样性，保证了数据集的质量，满足了后续建模的要求。本研究构建的药效团模型（Pharma1）展现出卓越的区分活性与非活性化合物的能力。

讨论

本研究聚焦于高质量数据集的构建。本研究为Caspase-3构建的药效团模型（Pharma1）在区分活性与非活性化合物方面表现出卓越能力，其平衡准确度（BA = 0.9122）、灵敏度（0.8750）和特异度（0.9495）均很高。该模型稳健的预测性能归因于其六个关键药效特征：4个氢键受体（HB-Acceptors）、1个芳香环和1个正电离子区域。这些特征精准地捕捉了Caspase-3活性位点的关键相互作用。

结论

本研究成功建立了一个高区分度的caspase-3激活药效团模型，并以此理性设计合成了28个新型咖啡酸苄叉腙衍生物。其中，多个化合物相较于已知的直接高效procaspase-3激活剂PAC-1，展现出显著增强的抗肿瘤活性，同时对BEAS-2B细胞仅表现出微弱的细胞毒性。机制研究表明，这些衍生物通过锌螯合机制直接激活procaspase-3。先导化合物K-15表现出优异的体外效力和良好的ADMET（吸收、分布、代谢、排泄和毒性）特性，包括中等水溶性、可忽略的血脑屏障渗透性、无肝毒性风险以及良好的肠道吸收特性。所有化合物均被证实不是CYP2D6的抑制剂，表明药物间相互作用的风险极低。这些发现凸显了该杂合分子设计策略在开发靶向caspase-3激活通路的新型抗癌先导化合物方面的巨大潜力。