新型PLK1-PBD/PLK4-PB3双靶点抑制剂的发现：结构导向药效团建模与抗肿瘤活性研究

本研究通过结构导向药效团建模、虚拟筛选及分子动力学模拟，首次报道了能同时靶向PLK1-PBD和PLK4-PB3的多肽抑制剂（Peptide-2），其结合亲和力达纳摩尔级（PLK1-PBD: Kd=8.02±0.16 nM；PLK4-PB3: Kd=11.32±0.19 nM），对宫颈癌细胞抑制活性（IC50=0.44±0.03 μM）显著优于单靶点对照药物，为克服肿瘤治疗中靶向激酶结构域（KD）的耐药性问题提供了新策略。

　　

结构导向的双靶点抑制剂开发策略
研究团队针对PLK1和PLK4在肿瘤发生中的协同作用，创新性地选择其非催化结构域——PLK1的Polo-box结构域（PLK1-PBD）和PLK4的第三个Polo-box（PLK4-PB3）作为靶点。通过解析PLK1-PBD（PDB ID: 3P37）和PLK4-PB3（PDB ID: 4YYP）的晶体结构，构建了包含4个氢键受体特征的PLK1-PBD药效团模型（Gunner-Henry评分0.87，AUC=0.999），从59,319个虚拟肽库中筛选出42个先导化合物。

分子相互作用的精准识别
最终获得的5个候选多肽（Peptides 1-5）均能通过关键残基形成稳定相互作用：与PLK1-PBD的Trp414/Asp416/Leu491/His538产生氢键，并与Leu478/Tyr485等形成疏水作用；同时与PLK4-PB3的Lys943/Leu944/Gly922等结合。其中Peptide-2的末端乙酰氨基与Gly922的氢键网络显著提升结合稳定性，分子对接显示其结合自由能（-8.92 kcal/mol）优于对照肽STIL-CC（-7.63 kcal/mol）。

纳摩尔级双靶点抑制活性
微量热泳动（MST）实验证实Peptide-2对PLK1-PBD和PLK4-PB3的K_d值分别为8.02 nM和11.32 nM，较单靶点对照肽PLK1-control（259.34 nM）和STIL-CC（278.34 nM）提高32倍和25倍。激酶选择性实验显示其对PLK2/3/5及其他76种激酶无显著抑制（IC₅₀ >10 μM）。

动态稳定性的分子机制
100 ns分子动力学模拟揭示：PLK1-PBD-Peptide-2复合物RMSD稳定在0.20-0.24 nm，关键结合残基RMSF<0.29 nm；PLK4-PB3复合物半径回旋（Rg）维持在1.26-1.33 nm，二级结构无显著波动。这种"双锁"结合模式解释了其高稳定性。

显著的抗肿瘤效果
MTT实验显示Peptide-2对HeLa细胞的IC₅₀为0.44 μM，较对照药物提升22倍。该研究突破传统激酶抑制剂靶向ATP结合口袋的局限，为开发高选择性、低毒性的双靶点抗癌药物提供了新范式。