综述：靶向碱性氨基酸的共价抑制剂研究进展

这篇综述系统阐述了靶向赖氨酸（Lys）、精氨酸（Arg）和组氨酸（His）的共价抑制剂（Covalent Inhibitors）研究进展，重点分析了新型可逆/不可逆弹头（warheads）的设计策略及其在克服耐药性、靶向不可成药靶点（undruggable targets）中的独特优势，为拓展共价药物化学空间提供了重要参考。

　　

摘要

过去二十年，共价抑制剂在药物研发领域迎来复兴。以丙烯酰胺类化合物靶向非催化半胱氨酸（Cys）的策略在蛋白激酶领域尤为突出，伊布替尼（Ibrutinib）、阿法替尼（Afatinib）等药物已展现显著临床疗效。共价抑制剂不仅能增强结合效力，还可靶向传统不可成药靶点。近年研究进一步拓展至赖氨酸、精氨酸和组氨酸等碱性氨基酸的共价修饰，为药物设计开辟了新化学空间。

引言

共价抑制剂通过两步机制发挥作用：先通过非共价结合识别靶标（结合常数K_i），再与靶蛋白特定氨基酸形成共价键（最大修饰速率k_inact）。相较于非共价药物，其优势包括：

1. 效力增强：不可逆共价配体（如芳基磺酰氟）具有非平衡结合特性；
2. 药代优化：低剂量、低频给药可减少不良反应；
3. 可逆共价策略：通过氰基丙烯酰胺等弹头实现快速可逆修饰，兼具选择性与安全性。

碱性氨基酸中，赖氨酸虽pK_a较高（～10.5），但催化位点的保守性使其不易突变；精氨酸的胍基团虽碱性极强（pK_a >12），但α,β-二酮酰胺类化合物可选择性修饰；组氨酸因pK_a接近生理pH（～6.5）而具备固有反应性。

靶向赖氨酸侧链的共价抑制剂

赖氨酸在人类蛋白质中丰度是半胱氨酸的3倍，且催化功能关键。近年代表性弹头包括：

• 邻甲酰基苯硼酸：通过硼酸-二醇复合物共价修饰赖氨酸；
• 芳基磺酰氟：如Campos团队开发的4-氟苯酚酯衍生物，对ATP口袋保守赖氨酸具有>48小时持续作用；
• DNA编码库筛选：卢氏团队通过共价DEL平台发现靶向FGFR2赖氨酸的抑制剂，克服了耐药性。

靶向精氨酸的不可逆抑制剂

精氨酸的胍基团电荷高度离域，传统上难以靶向。但2,3-丁二酮等邻二羰基化合物可通过缩合反应不可逆修饰精氨酸，为PPI（蛋白-蛋白相互作用）抑制剂设计提供新思路。

靶向组氨酸的共价抑制剂

组氨酸是酶活性中心最常见的催化残基。硫氟交换化学（SuFEx）弹头可特异性靶向组氨酸，例如Jones团队通过磺酰氟-三唑弹头标记CRBN蛋白的His353，意外降解了“不可成药”靶点NTAQ1。

结论与展望

碱性氨基酸靶向共价抑制剂在拓展靶点覆盖、延长药物作用时间方面潜力巨大。未来需进一步优化弹头反应性平衡、开发原位验证工具，并探索其在代谢酶（如PGAM1）、表观调控蛋白（如BRD家族）等领域的应用。

（注：全文严格依据原文缩写作答，未添加非文献支持内容）