基于多组分反应骨架跃迁策略开发靶向14-3-3σ/ERα复合体的分子胶水

研究人员针对乳腺癌内分泌治疗耐药难题，通过多组分反应（MCR）化学与骨架跃迁策略，开发出新型14-3-3σ/雌激素受体α（ERα）蛋白互作稳定剂。该研究利用Groebke-Blackburn-Bienaymé三组分反应构建刚性化药物骨架，通过质谱、晶体结构及细胞实验验证了其通过协同结合机制稳定蛋白复合体的能力，为靶向无序蛋白结构域的药物开发提供新思路。

　　

在乳腺癌治疗领域，雌激素受体α（ERα）的配体结合域（LBD）靶向药物常因突变产生耐药性。这一临床困境促使科学家将目光转向ERα高度无序的C端F结构域——该区域被支架蛋白14-3-3σ识别后能抑制ERα的转录活性。然而，如何靶向这类缺乏明确结合口袋的蛋白-蛋白相互作用（PPI）界面，成为药物开发的重大挑战。

来自荷兰埃因霍温理工大学（Eindhoven University of Technology）等机构的研究团队在《Nature Communications》发表创新性研究，通过计算驱动的骨架跃迁策略，开发出基于多组分反应（MCR）化学的新型分子胶水。这类小分子能协同结合14-3-3σ/ERα复合体界面，稳定其相互作用，为克服内分泌治疗耐药提供了全新靶向策略。研究巧妙利用AnchorQueryTM软件对3100万可合成化合物进行药效团筛选，最终锁定Groebke-Blackburn-Bienaymé三组分反应构建的咪唑并[1,2-a]吡啶骨架，该骨架与先导化合物127相比具有更优的刚性度和三维形状互补性。

研究主要运用四大关键技术：1）基于完整质谱（MS）的共价结合动力学分析；2）时间分辨荧光共振能量转移（TR-FRET）检测复合体稳定性；3）表面等离子共振（SPR）解析结合动力学参数；4）NanoLuc生物发光共振能量转移（NanoBRET）验证细胞水平PPI稳定效果。晶体学研究共解析15个三元复合物结构（PDB代码：9I6S-9I75），为结构优化提供原子精度指导。

【结构活性关系优化】

通过系统性的结构修饰，研究发现2,6-二甲基取代的芳环（如化合物17）能通过限制轴向旋转实现最佳形状互补。质谱数据显示该类似物在1μM浓度下8小时即达55.7%结合率，且几乎不结合游离14-3-3σ（1.4%），表现出显著协同效应。晶体结构（PDB 9I70）揭示其甲基分别与14-3-3σ的Phe119和Ile219形成疏水作用，而氨基氮通过水分子网络与ERα的Val595羧基形成关键氢键。

【多参数生物物理验证】

TR-FRET实验显示最优化合物41使表观K_d降至7.8 nM，稳定效果达4.35倍。SPR动力学分析揭示其将ERα解离速率降低至0.016 s^-1， residence time延长至62.5秒。在HEK293T细胞中，41诱导的NanoBRET信号增强2.6倍（EC₅₀=5μM），显著优于天然产物fusicoccin-A（FC-A）。关键突变实验（C38N）证实了共价结合的特异性。

【双旋转键调控机制】

晶体结构比较发现（PDB 9I6W），化合物41的邻氟取代基可采取"向内"或"向外"构象：前者与Pro167作用，后者同时与Asn42、甲基及氨基氮形成多重相互作用。这种构象调控使分子能动态适应复合体界面，同时维持与14-3-3σ的L218/I219"屋顶"结构和ERα末端残基的接触。

这项研究开创性地将多组分反应化学与PPI稳定剂开发相结合，不仅提供了靶向ERα F结构域的首批药物样分子工具，更建立了"形状互补优于单纯亲和力"的分子胶水设计范式。通过刚性骨架限制构象自由度、利用水介导的氢键网络增强特异性等策略，为靶向其他无序蛋白系统提供了普适性方法。特别值得注意的是，研究揭示的"双旋转键调控"机制，为开发具有动态适应性的PPI调节剂开辟了新思路。这些发现对解决乳腺癌耐药难题具有重要转化价值，相关技术平台也可拓展至其他难靶蛋白系统的药物开发。