基于酶动力学表征的肽类抑制剂靶向组织蛋白酶L与S的pH依赖性抗癌潜力研究

本研究针对半胱氨酸组织蛋白酶在肿瘤病理中的关键作用，由国际研究团队通过酶动力学方法系统分析了人源组织蛋白酶L（Cat L）和S（Cat S）与底物Ac-QLLR-AMC及抗癌肽抑制剂（CS-PEP1、Ac-PLVE-fmk）的相互作用机制。研究发现两种酶在pH 6.5–7.0的催化活性显著高于pH 4.6，并证实CS-PEP1对两种酶均产生混合型抑制，而Ac-PLVE-fmk通过不可逆修饰活性位点半胱氨酸硫醇盐阴离子实现高效灭活。该研究为针对不同细胞微环境（溶酶体/胞质）设计组织蛋白酶特异性靶向药物提供了关键理论依据。

　　

通过酶动力学表征发现，半胱氨酸组织蛋白酶（Cysteine cathepsins）在肿瘤靶向治疗中具有重要价值。本研究在模拟溶酶体（pH 4.6）和胞质（pH 6.5–7.0）环境下，分析了人源组织蛋白酶L（Cat L）和S（Cat S）与荧光底物乙酰基-QLLR-7-氨基-4-甲基香豆素（Ac-QLLR-AMC）的相互作用，并评估两种抗癌肽抑制剂：FFSFGGAL（CS-PEP1）和乙酰基-PLVE-氟甲基酮（Ac-PLVE-fmk）的抑制机制。

结果表明：1）两种酶在pH 6.5–7.0的催化活性显著高于pH 4.6；2）Cat L对底物和CS-PEP1的亲和力始终高于Cat S，且pH敏感性差异与两者等电点（pI）相关；3）CS-PEP1对两种酶均表现为混合型抑制，预孵育不增强抑制效果；4）Ac-PLVE-fmk通过不可逆修饰活性位点半胱氨酸的硫醇盐阴离子（thiolate anion）实现酶灭活，且在涵盖半胱氨酸p_a的pH区间内灭活速率显著提升；5）在pH 4.6时，Cat L对Ac-PLVE-fmk的亲和力更高但修饰速率慢于Cat S。这些发现为针对不同细胞微环境开发组织蛋白酶特异性靶向药物提供了关键理论依据。