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探索SHP2变构抑制新策略:基于吡咯并三嗪骨架的高效低毒抑制剂开发及其协同抗白血病机制
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月23日 来源:European Journal of Medicinal Chemistry 6.0
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本研究针对SHP2靶向治疗的选择性差、药效不足等挑战,通过结构引导的变构位点扩展策略,设计合成新型吡咯并[2,1-f][1,2,4]三嗪-4(3H)-酮类抑制剂B1/B8,显著提升对RAS-MAPK/PI3K-AKT通路的抑制活性,并首次揭示其与MCL-1抑制剂在AML模型中的协同效应,为克服肿瘤耐药提供新思路。
在肿瘤治疗领域,Src同源2域含磷酸酶2(SHP2)作为首个被鉴定的致癌性蛋白酪氨酸磷酸酶(PTP),其异常激活与白血病、肺癌等多种恶性肿瘤密切相关。这个蛋白通过独特的"自抑制-开放"构象转换调控下游RAS-MAPK、PI3K-AKT等致癌信号通路,但传统催化位点抑制剂因PTP结构保守性普遍存在选择性差、药代动力学不佳等问题,使SHP2长期被视为"不可成药"靶点。直到变构抑制剂SHP099的发现,才突破这一僵局——它通过稳定SHP2的自抑制构象,开辟了靶向治疗新路径。
南京中医药大学(Nanjing University of Chinese Medicine)的研究团队在前期合作中发现吡咯并[2,1-f][1,2,4]三嗪-4(3H)-酮骨架化合物PB17-026-01具有中等抑制活性,但结构优化空间不明。为此,他们系统解析SHP2变构口袋特征,采用基于结构的理性设计策略,构建聚焦化合物库,最终获得活性显著提升的B1与B8。这些成果发表在《European Journal of Medicinal Chemistry》,为克服临床耐药提供了新武器。
研究团队主要运用三大技术手段:1)基于变构口袋三维结构的计算机辅助药物设计;2)系统的构效关系(SAR)分析指导的有机合成;3)体外酶活检测结合AML细胞模型验证协同效应。通过500MHz核磁共振(NMR)进行化合物表征,并采用激酶谱评价选择性。
【Structural expanding design logic of SHP2 allosteric inhibitors and chemistry】
通过晶体结构分析揭示,变构位点呈隧道状,由N-SH2、C-SH2和PTP结构域界面共同构成。关键残基Arg111与抑制剂形成氢键网络,而疏水腔室容纳芳环系统。基于此,团队在母核C5位引入芳基哌嗪,显著增强与Glu250的盐桥作用,获得纳摩尔级抑制剂B1(IC50=23 nM)。
【Conclusions】
B8不仅表现出优异的口服生物利用度(F=62%),更在MV4-11白血病模型中与MCL-1抑制剂产生显著协同效应(联合指数CI<0.3)。这种协同机制可能通过双重阻断生存信号通路实现,为克服BCL-2家族抑制剂耐药提供新方案。
该研究创新性地将变构口袋划分为"锚定区"、"连接区"和"扩展区",为后续抑制剂设计提供模板。值得注意的是,B8的苯并呋喃延伸区可诱导C-SH2域构象变化,这种变构效应可能解释其独特的选择性谱。目前,JAB-3312等临床候选药物已进入III期试验,本研究的结构扩展策略有望加速下一代SHP2抑制剂的开发进程。
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