基于组合化学数据库虚拟筛选的CDK6靶向PROTAC分子设计及抗胃癌机制研究

本研究针对传统PROTAC技术依赖已有药物修饰的局限性，通过虚拟筛选组合化学数据库（CCSMD）发现新型CDK6抑制剂，并成功将其改造为高效降解剂10PL8和2fPL8。研究证实2fPL8对CDK6的DC50 达4.80±0.79?μM，显著抑制胃癌细胞增殖，为"不可成药"靶点开发提供新策略。

　　

细胞周期调控异常是癌症发生的关键机制之一，其中细胞周期蛋白依赖性激酶6（CDK6）作为G1/S期转换的核心调控因子，在胃癌等多种恶性肿瘤中过度激活。尽管帕博西尼等CDK4/6抑制剂已用于临床，但耐药性和靶点"不可成药性"问题日益突出。传统小分子抑制剂需高剂量占据蛋白活性位点，而蛋白降解靶向嵌合体（PROTAC）技术通过招募E3泛素连接酶诱导靶蛋白降解，为突破这些限制带来希望。然而，现有PROTAC开发多基于已知药物改造，难以覆盖缺乏配体的"不可成药"靶点。

兰州大学的研究团队在《Bioorganic 》发表的研究中，创新性地采用组合化学虚拟数据库筛选策略。他们首先构建包含12,904个分子的CCSMD数据库，通过分子对接虚拟筛选发现先导化合物10，经结构优化获得IC₅₀
为0.56±0.06?μM的强效CDK6抑制剂2f。进一步连接E3连接酶配体后，成功开发出DC₅₀
为26.67±5.09?μM的10PL8和4.80±0.79?μM的2fPL8，证实其通过泛素-蛋白酶体系统降解CDK6并阻滞细胞周期的抗肿瘤机制。

关键技术包括：1）基于ZINC数据库构建组合化学虚拟分子库；2）PyRx平台能量最小化筛选；3）RDKit计算理化性质；4）表面等离子共振（SPR）验证结合活性；5）免疫印迹检测蛋白降解效率。

设计构建CCSMD系统
研究团队从ZINC20数据库筛选含单一羧基/氨基的分子块，通过Python编程实现自动化组合，生成12,992个虚拟分子，经能量优化后保留12,904个候选分子。

数据库内容与验证
通过OpenBabel能量计算排除不稳定分子，RDKit分析显示数据库覆盖广泛的化学空间。虚拟筛选发现化合物10能有效结合CDK6活性位点，实验验证其抑制活性。

结论
该研究首次将组合化学数据库与PROTAC技术结合，不仅证实10PL8/2fPL8通过降解CDK6抑制胃癌细胞增殖，更建立了一套从虚拟筛选到PROTAC优化的完整方法学体系。2fPL8的DC₅₀
较初始化合物提升5.6倍，凸显结构优化的重要性。这项突破为开发针对"不可成药"靶点的降解剂提供了新范式，有望推动个性化抗癌药物研发。

讨论
研究创新点在于：1）规避传统PROTAC对已知药物的依赖；2）证实组合化学库筛选发现新型配体的可行性；3）建立CDK6-PROTAC的构效关系模型。未来可扩展该策略至其他难治性肿瘤靶点，但需优化连接臂长度以平衡降解效率与细胞渗透性。