FL30:通过独特构象调控机制克服T790M和C797S突变的表皮生长因子激酶抑制剂

【字体: 时间:2025年06月22日 来源:International Journal of Biological Macromolecules 7.7

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  针对非小细胞肺癌(NSCLC)中EGFR T790M和C797S突变导致的耐药性问题,研究人员设计了一种新型小分子FL30。该化合物以黄酮为核心结构,通过可逆结合ATP位点并诱导EGFR向非活性构象转变,展现出纳摩尔级抑制活性,且对野生型EGFR选择性显著。FL30的独特机制为克服耐药性提供了新策略,具有重要临床转化潜力。

  

肺癌是全球癌症相关死亡的主要原因之一,其中非小细胞肺癌(NSCLC)占绝大多数病例。表皮生长因子受体(EGFR)突变是NSCLC的重要驱动因素,针对这些突变的酪氨酸激酶抑制剂(TKI)已成为标准治疗手段。然而,随着治疗的进行,肿瘤细胞常常通过获得新的突变(如T790M和C797S)来逃避药物的抑制作用,导致治疗失败。特别是C797S突变会使第三代不可逆TKI(如奥希替尼)失效,亟需开发新型抑制剂来克服这一难题。

为了解决这一问题,研究人员开展了针对EGFR突变体的新型TKI开发工作。他们设计了一种名为FL30的小分子化合物,该化合物以黄酮为核心结构,通过独特的构象调控机制发挥作用。FL30不仅能够有效抑制常见的L858R/T790M双突变EGFR,还能克服C797S突变导致的耐药性,展现出广阔的临床应用前景。这项研究发表在《International Journal of Biological Macromolecules》上。

研究采用了多种关键技术方法:1)基于结构的药物设计,通过分子对接筛选潜在抑制剂;2)酶活性测定评估化合物对野生型和突变型EGFR的抑制效果;3)表面增强红外吸收(SEIRA)光谱分析FL30诱导的EGFR构象变化;4)分子动力学模拟揭示FL30的作用机制;5)细胞实验验证化合物的抗增殖活性和选择性。

研究结果部分:
2.1. 先导化合物的理性鉴定及含酰胺黄酮衍生物的合成
通过结构导向设计合成了一系列黄酮衍生物,其中FL30在初步筛选中显示出最强的抑制活性(92%抑制率)。分子对接表明FL30能同时结合ATP位点和αC-β4环区域。

2.2. FL30对EGFR突变体的可逆选择性抑制
FL30对EGFR-L858R/T790M的IC50为95 nM,与奥希替尼相当(87 nM),但对野生型EGFR的选择性指数(SI=257)显著优于奥希替尼(SI=58)。值得注意的是,FL30对含C797S突变的三重突变体仍保持活性(IC50=320 nM),而奥希替尼在此情况下完全失效(IC50>10,000 nM)。

2.3. FL30在NSCLC模型中抑制EGFR L858R/T790M的激活
细胞实验显示FL30能选择性抑制H1975(EGFR-L858R/T790M)细胞增殖(IC50=1.7 μM),而对野生型高表达的A549细胞活性低31倍。流式细胞术证实FL30可剂量依赖性降低突变型EGFR的磷酸化水平(1 μM时抑制60%)。

2.4. FL30诱导突变EGFR向非活性样状态转变
2.4.1. SEIRA揭示FL30诱导的构象变化
表面增强红外光谱显示FL30处理导致EGFR-L858R/T790M的α-螺旋特征峰从1660 cm-1移至1657 cm-1,接近野生型非活性状态(1652-1655 cm-1),表明其促进了α-螺旋的松弛和去稳定化。

2.4.2. 分子动力学模拟
模拟结果表明FL30结合后,EGFR-L858R/T790M的αC螺旋发生部分解旋,破坏K745-E762盐桥,并瓦解调控脊柱(R-spine)的线性排列,这些特征均与非活性状态相关。

研究结论指出,FL30代表了一类新型EGFR抑制剂,其独特之处在于通过可逆结合ATP位点同时诱导受体构象变化。这种"双功能"机制使其能够克服现有TKI的耐药性问题,特别是对C797S突变体保持活性。与需要同时使用两种药物的"双靶向"策略相比,FL30作为单一小分子(MW<500 Da)更有利于药物开发。这项研究不仅提供了一个有前景的候选化合物,还为设计针对蛋白构象动态变化的抑制剂提供了新思路。

讨论部分强调,FL30的构象调控机制与已知抑制剂存在显著差异:不同于奥希替尼稳定中间活性状态,也不同于变构抑制剂JBJ-04-125-02仅结合MEK口袋。其与αC-β4环区域的相互作用可能是诱导非活性状态的关键。未来研究将聚焦于优化FL30的药代动力学性质,并探索其在动物模型中的疗效,为临床转化奠定基础。

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