人溶菌酶对醋酸环丙孕酮的脱靶分子识别：构象重塑、酶活性调节及淀粉样蛋白抑制作用

《Bioorganic Chemistry》：Off-target molecular recognition of cyproterone acetate by human lysozyme: conformational remodelling, enzyme modulation, and amyloid inhibition

新型苯基吡唑酮衍生物3a–k合成为多靶点JAK1/2抑制剂，3i对多种癌细胞（HL-60、MCF-7、HT-29等）IC50达1.02 μM，选择性指数19.5，通过抑制JAK1（14.73±0.79 nM）和JAK2（10.03±0.81 nM）活性诱导G2/M周期阻滞和凋亡。SAR研究表明苯环和吡唑酮环的邻位二取代及羟基-氢键供体对活性至关重要，结合3D-QSAR、DFT和分子对接验证了3i与JAK激酶ATP结合口袋的稳定结合。

　　这是一项关于新型苯基吡唑酮衍生物开发的研究，重点在于其作为多靶点激酶抑制剂的潜力，尤其是针对JAK1和JAK2的抑制作用。这些化合物有望成为有效的抗癌药物。研究通过多种分析方法确认了化合物的结构，包括红外光谱（IR）、氢核磁共振（¹H NMR）、碳核磁共振（¹³C NMR）以及质谱分析。同时，研究团队还评估了这些化合物在多种人类肿瘤细胞系中的抗增殖活性，以确定其抗癌效果。

在所有合成的化合物中，化合物3i表现出显著的细胞毒性，尤其在对HL-60（白血病）、MCF-7（乳腺癌）、HT-29和HCT-116（结肠癌）细胞系的抑制作用方面表现突出。此外，化合物3i在对正常细胞WI-38成纤维细胞的毒性方面则较为轻微，这表明其对癌细胞具有较高的选择性，选择性指数（SI）达到了19.5，显示出其作为进一步研究和开发的有力候选药物的潜力。

研究进一步发现，化合物3i对JAK1和JAK2表现出显著的抑制活性，其IC₅₀值分别为14.73 ± 0.79 nM和10.03 ± 0.81 nM。这种强效的抑制作用表明，化合物3i可能通过影响JAK信号传导通路的活性，从而抑制癌细胞的生长和存活。研究还指出，化合物3i能够诱导G2/M期细胞周期阻滞，并通过增加Bax和caspase 3/7的水平，减少Bcl2的表达，激活内在的细胞凋亡机制。这些生物效应共同说明，化合物3i在抑制癌细胞增殖方面具有多重作用路径。

结构-活性关系（SAR）研究表明，苯基吡唑酮衍生物的双取代模式对于增强和扩展其细胞毒性作用至关重要。具体而言，如果在苯胺环和苯基乙炔环上分别引入至少一个位于meta位置的氢键受体（HBA），则可以显著提升化合物的活性。这一结论得到了三维定量构效关系（3D-QSAR）药效模型、密度泛函理论（DFT）计算以及分子对接研究的支持，这些计算方法共同揭示了化合物3i在JAK1和JAK2的ATP结合位点中与激酶结构的结合行为、稳定性以及铰链区域的相互作用。

此外，化合物3i与JAK1和JAK2的分子动力学模拟进一步确认了其在与蛋白结合后能够保持稳定，并具有有利的构象动态变化。这些结果表明，化合物3i不仅在结构设计上具有优越性，而且在与靶点蛋白的相互作用中也表现出良好的适应性和稳定性。这些特性使得化合物3i成为进一步开发的有力候选药物，特别是在针对JAK激酶的抗癌治疗中。

研究团队强调，JAK1和JAK2在多种癌症治疗中具有重要的作用。由于它们在细胞生长、造血、炎症和免疫等过程中扮演关键角色，因此，针对JAK1和JAK2的抑制策略成为抗癌治疗的重要方向之一。目前，已有多种JAK抑制剂被批准用于临床，如Fedratinib、Momelotinib、Pacritinib和Tofacitinib等，这些药物通过选择性抑制JAK1和/或JAK2的信号通路，显示出一定的抗肿瘤活性。此外，JAK1和JAK2的抑制剂也广泛用于治疗免疫缺陷、炎症和癌症等疾病。

值得注意的是，吡唑酮类化合物作为药物分子的核心结构，被广泛应用于抗癌药物的开发。它们不仅在结构上具有多样性，而且在与靶点蛋白的结合过程中表现出良好的亲和力和选择性。因此，研究团队在合成苯基吡唑酮衍生物时，特别关注了其在铰链区域的氢键相互作用，认为这些相互作用对于增强化合物的活性至关重要。通过结构分析，研究团队发现，现有的JAK抑制剂如Ruxolitinib和Kevetrin具有高度相似的核心结构，并且均属于Type I JAK抑制剂，能够结合到激酶结构域的ATP结合位点中，从而阻断JAK信号传导通路。

基于这些发现，研究团队决定对苯基吡唑酮衍生物进行结构修饰，以开发新的双靶点JAK1/2抑制剂。通过分析Ruxolitinib、Kevetrin和Ilginatinib的结构，研究团队提出，特定的杂环替换或取代基能够形成氢键相互作用，从而增强化合物的结合亲和力。这一假设成为设计新化合物的基础，使得研究团队能够开发出具有更高活性和选择性的药物候选。

研究还指出，尽管铰链区域的相互作用和更广泛的取代模式是进一步研究的重要方向，但在当前的研究中，团队主要关注了具有代表性的化合物系列，以便确定影响生物活性的关键取代模式。这些关键模式为未来化合物的扩展和验证提供了基础，有助于开发更有效的抗癌药物。

此外，研究团队在实验过程中采用了多种分析手段，包括详细的化学合成步骤、结构确认方法以及生物活性评估。这些方法不仅确保了化合物的合成质量，还为评估其抗癌效果提供了可靠的数据支持。通过这些研究，团队希望能够找到更有效的JAK抑制剂，以改善现有的抗癌治疗方案，并为未来的药物开发提供新的思路和方向。

在研究的最后部分，团队还提到，所有详细的化学合成步骤和实验数据均收录在补充数据中，以便读者查阅。此外，团队还感谢了国家癌症研究所（NCI）的团队，感谢他们在进行抗增殖活性筛选方面提供的支持。同时，团队也感谢了药物发现与开发研究中心（Center of Excellence for Drug Discovery and Development Research）提供的计算资源，这为研究团队的分子模拟和构效关系分析提供了重要的技术支持。

综上所述，这项研究通过合成和评估新型苯基吡唑酮衍生物，探索了其作为多靶点JAK抑制剂的潜力。研究发现，化合物3i在抑制JAK1和JAK2的活性方面表现出显著效果，并且在抗癌效果方面也显示出较高的选择性和活性。这些发现不仅为未来的药物开发提供了理论依据，也为改善现有的抗癌治疗方案提供了新的思路和方向。通过结构-活性关系分析、3D-QSAR药效模型、DFT计算和分子对接研究，团队进一步揭示了化合物3i的结合机制和稳定性，为其进一步研究和开发奠定了基础。