综述:打破CREB-CBP联盟:小分子和多肽破坏pKID-KIX相互作用的研究进展、挑战与治疗前景

【字体: 时间:2025年08月15日 来源:Enzyme and Microbial Technology 3.7

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  这篇综述系统梳理了转录因子CREB与其辅激活因子CBP/p300通过pKID-KIX结构域相互作用在肿瘤发生中的关键作用,重点介绍了从早期微摩尔级萘酚类抑制剂(KG-501)到纳摩尔级萘甲酰胺类化合物(666-15)及稳定肽模拟物的研发突破,揭示了通过靶向这一"不可成药"蛋白-蛋白相互作用界面(PPI)治疗癌症和代谢疾病的转化潜力。

  

KIX架构及其两个配体结合沟槽

CBP的KIX结构域(残基586-672)形成三螺旋束(α1-α3),其表面存在两个独立的配体结合位点:pKID/c-Myb沟槽由α1的N端(L599、L603)和α3中段(Y650、A654等)构成,而MLL结合位点位于α1-α3交界处。冷冻电镜显示这两个位点可通过变构效应相互影响,为多靶点抑制剂设计提供了结构基础。

生化结合检测技术

传统GST pull-down实验(如KG-501的Ki≈90 μM)正逐渐被荧光偏振(FP)、表面等离子共振(SPR)和细胞内双分子荧光互补(BiFC)等新技术替代。特别值得注意的是19F-NMR配体性图谱技术,它能动态追踪KIX结构波动揭示的瞬时结合口袋。

第一代萘酚支架:KG-501

2004年通过NMR筛选发现的KG-501开创性地证明KIX的可药性。该分子结合在α1螺旋附近的变构通道(Arg-600区域),虽仅微摩尔级活性,但能通过扰动c-Myb结合网络间接削弱pKID结合,在10 μM浓度下即可抑制CREB报告基因活性。

分子动力学视角下的折叠-绑定耦合

超过30 μs的原子级模拟揭示了pKID与KIX结合的动态过程:无序的pKID先形成约18%的螺旋结构,跨越3 kcal mol-1能垒后正确对接,最终在KIX支架上完成折叠。关键残基K136的突变可使结合亲和力降低100倍,证实螺旋稳定性对相互作用的决定性影响。

抗肿瘤效果的临床前证据

明星化合物666-15在TNBC异种移植模型中(10 mg kg-1腹腔注射)展现显著抑瘤效果,其通过阻断CREB依赖的代谢重编程(如降低GLUT1表达)选择性杀伤KRAS突变肺癌细胞。值得注意的是,CREB基因敲除虽导致小鼠围产期死亡,但药理抑制却表现出良好耐受性,揭示治疗窗口的存在。

药物化学优化策略

针对666-15水溶性差(<100 μM)的缺陷,磷酸前药策略将口服生物利用度提升至38%。而基于氟代硫醚稳定的螺旋肽则实现了皮摩尔级亲和力,其特殊的3??螺旋构象能精确模拟pKID的αB螺旋。

未来方向

领域内正探索蛋白降解靶向嵌合体(PROTAC)技术,拟将KIX配体与E3连接酶配体偶联;同时机器学习辅助的分子动力学(如MetaD预测)正在加速变构抑制剂的虚拟筛选。这些进展共同推动CREB-CBP相互作用抑制剂向首个临床研究迈进。

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