FSP1-FSEN1复合物晶体结构揭示抑制机制：为铁死亡靶向抗癌治疗提供新策略

这篇研究通过解析人源FSP1（铁死亡抑制蛋白1）与抑制剂FSEN1的首个共晶结构，揭示了FSEN1通过π-π堆叠与F360关键位点结合的特异性抑制机制，阐明了其物种选择性（人类vs小鼠）的结构基础。该发现为优化FSP1抑制剂（如改善药代动力学参数PK/PD）提供了精准的分子蓝图，推动铁死亡（ferroptosis）诱导疗法在癌症（尤其是GPX4耐药肿瘤）中的转化应用。

　　

整体结构解析
人源FSP1（hFSP1）与FSEN1的共晶结构显示，FSEN1的噻唑并三唑核心与F360形成关键π-π堆叠，其4-溴苯基头部与T363/S364形成氢键，而4-甲氧基苯基尾部通过哌嗪环与α11、β17-19疏水相互作用。该结合位点与鸡源FSP1（cFSP1）的辅酶Q1（CoQ1）结合域重叠，证实FSEN1为竞争性抑制剂。

关键氨基酸验证
F360突变实验表明：hFSP1-F360A/L完全丧失FSEN1敏感性（IC₅₀无法测定），而T363A/S364A双突变仅轻微影响抑制效力（IC₅₀从34 nM升至61 nM）。细胞实验中，表达hFSP1-F360L的U-2 OS骨肉瘤细胞对FSEN1诱导的铁死亡产生抗性，而小鼠FSP1（mFSP1）经L360F人源化改造后获得抑制敏感性（IC₅₀~518 nM）。

物种选择性机制
序列比对显示，F360在人类/鸟类中保守为苯丙氨酸，而小鼠/果蝇中为亮氨酸。结构分析揭示FSEN1的溴苯基与F360的芳香环互补性是其选择性的核心：小鼠FSP1的L360无法形成π-π堆叠，导致抑制失效。这一发现为设计跨物种活性抑制剂提供了关键靶点。

治疗意义与展望
FSP1通过NAD(P)H依赖的氧化还原系统再生CoQ10/VK抗氧化形式，构成独立于GPX4的铁死亡防御通路。临床前研究表明，FSP1缺失可增强KEAP1缺陷型肺癌等模型对铁死亡的敏感性。FSEN1的良好药代特性（小鼠半衰期~8小时）及本文揭示的结构机制，为开发联合GPX4抑制剂的抗癌策略奠定基础。

技术方法亮点
研究采用非豆蔻酰化hFSP1（10-373残基）与NADP⁺/6-OH-FAD共结晶，通过晶体浸泡法获得2.01 ?分辨率结构。酶活实验采用340 nm监测NADPH消耗，细胞死亡通过YOYO-3/SYTOX Green荧光标记量化。这些方法为后续抑制剂优化提供了标准化平台。

未解问题
尽管FSEN1-9系列抑制剂共享三唑并噻唑核心，但FSEN10-19等结构差异化合物的抑制机制仍待探索。此外，FSP1单药抑制在体内能否充分诱导铁死亡尚需验证，尤其是在棕色脂肪组织高表达可能带来的代谢影响需重点关注。