基于结构分析和晶体学发现的卡帕替尼类似物的药效团特征，这些类似物可作为选择性靶向c-MET的抗癌药物

《European Journal of Medicinal Chemistry》：Structural analysis and crystallography-guided pharmacophore elucidation of capmatinib analogues as selective c-MET targeting anticancer agents

　　•Ib类抑制剂是选择性强的c-MET抑制剂，能够与ATP结合位点结合。•涉及Tyr1230和Met1211的π-系统相互作用对于稳定中心骨架至关重要。•双环核心与Asp1222之间的氢键是一个重要的药效团特征。•通过取代基B的氮原子介导的与Met1160的氢键的形成对于实现最佳效力至关重要。

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2D 二维
3D 三维
ADME 吸收、分布、代谢和排泄
AIA 人工智能
Akt 蛋白质激酶B
Ala 苯丙氨酸
Arg 精氨酸
Asn 天冬酰胺
Asp 天冬氨酸
ATP 腺苷三磷酸
BRAF B-Raf原癌基因丝氨酸/苏氨酸激酶
c-MET 间充质-上皮转化因子
Cys 半胱氨酸
DFG Asp-Phe-Gly基序
EGFR 表皮生长因子受体
FDA 美国食品药品监督管理局
HGF 肝细胞生长因子
HGFR 肝细胞生长因子受体
HTRF 均质时间分辨荧光
Ile 异亮氨酸
Leu 亮氨酸
MAPK 丝裂原活化蛋白激酶
Met 甲硫氨酸
METex14 MET外显子14跳跃突变
MWM 分子量
NMPA 国家医疗产品管理局
NSCLC 非小细胞肺癌
PDB 蛋白质数据银行
Phe 苯丙氨酸
PI3K 磷脂酰肌醇3-激酶
RTK 受体酪氨酸激酶
SAR 结构-活性关系
SF 散射因子
Tyr 酪氨酸
Val 缬氨酸

1. 引言
受体酪氨酸激酶（RTKs）是癌症中的关键分子靶点，因为它们在调节细胞增殖、存活、迁移和分化中起着重要作用[1]。RTKs的异常激活（通常通过基因突变、扩增或配体过量产生引起）在癌症的发生和发展中起根本性作用[2]。在受体酪氨酸激酶家族中，间充质-上皮转化因子（c-MET），也称为肝细胞生长因子受体（HGFR），是肿瘤学中的一个重要治疗靶点[3]。在正常情况下，c-MET的特异性内源性配体——肝细胞生长因子（HGF）或散射因子（SF）会触发与侵袭性生长和组织再生相关的强烈生物学反应[4]。在生理条件下，HGF/c-MET轴在组织损伤修复（如伤口愈合）期间暂时被激活[5]，而在恶性肿瘤中，这一途径会持续重新激活，促进肿瘤发生、血管生成、侵袭和转移[6]。HGF或c-MET的过表达/过度激活已在多种实体瘤中被记录下来，这与侵袭性表型和不良临床预后相关[7]。重要的是，异常的HGF/MET信号传导还会介导对多种靶向药物的耐药性，特别是表皮生长因子受体（EGFR）和B-Raf原癌基因丝氨酸/苏氨酸激酶（BRAF）抑制剂[8]。这种耐药性是通过下游途径（如磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白质激酶B（PI3K/Akt）和丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）的补偿性激活而产生的，从而在上游阻断的情况下仍保持增殖和抗凋亡信号[9]。因此，c-MET的的药物抑制成为抗癌药物发现中的重要策略，我们也在最近的一些研究中关注了这一点[10]。目前针对异常HGF/MET信号传导的治疗策略大致可分为三种主要方法：中和配体结合的抗HGF单克隆抗体、阻断受体激活的抗MET单克隆抗体以及防止受体自磷酸化和下游信号传导的小分子c-MET激酶抑制剂[11],[12]。
根据Jean Cui（2013）的说法，小分子c-MET抑制剂根据它们与MET激酶结构域的ATP结合位点及其相邻区域的结合相互作用被分为四类（Ia类、Ib类、II类和其他类别）。Ia类和Ib类抑制剂通常与激酶的活性Asp-Phe-Gly（DFG-in）构象结合，它们在铰链区和溶剂前沿区的相互作用有所不同，而II类抑制剂则稳定非活性（DFG-out）状态，并延伸到激活环附近的疏水口袋中。其余类别包括具有非典型结合模式的别构和非典型抑制剂[13]。在我们最近的（2025年）综述中，我们强调了融合[5,6]-双环含氮核心在设计和开发选择性Ib类c-MET抑制剂中的作用[14]。通过识别和分析代表性的核心系统，我们确定了结构-活性关系（SAR）趋势，以展示这些骨架如何影响c-MET抑制效力、代谢稳定性和毒性特征。本综述通过X射线共晶体结构的比较分析，为Ib类c-MET抑制剂提供了结构框架和药效团阐明，为未来的结构引导抑制剂设计提供了依据。

2. Capmatinib类似物作为Ib类c-MET激酶抑制剂的一般结构
在过去二十年里，广泛的[5,6]-双环含氮杂环已被广泛用于抗癌剂的设计和开发，特别是Ib类c-MET激酶抑制剂。在这些化合物中，有几个分子因其良好的生物活性特征和在MET ATP结合口袋内的选择性而吸引了大量关注。鉴于capmatinib（C23H17FN6O；MW：412.43 g/mol）是这一结构类别中第一个获得临床应用监管批准的成员，因此属于该系列的化合物可以称为capmatinib类似物。该药物于2020年5月获得了美国FDA的加速批准（随后在2022年8月获得了常规批准），用于治疗携带MET外显子14跳跃突变（METex14）的成人非小细胞肺癌（NSCLC）患者。通过阻断HGF触发的c-MET自磷酸化，这种药物可以抑制下游致癌信号传导并减弱c-MET依赖癌细胞的增殖/存活。继capmatinib之后，后续的Ib类抑制剂，包括savolitinib、glumetinib和最近的vebrreltinib也获得了监管批准（图1），证明了它们在治疗MET驱动的恶性肿瘤中的治疗效果。

3. X射线晶体学在Ib类c-MET抑制剂中的结合特征
X射线晶体学为药物化学家提供了宝贵的结构数据，这是合理药物设计的基石[15]。通过提供高分辨率的三维（3D）蛋白质-配体复合物结构，该技术揭示了活性位点内原子的精确空间排列。这些见解使研究人员能够可视化配体的确切结合模式，从而促进先导化合物的靶向优化[16]。在这方面，X射线晶体学数据对于Ib类c-MET抑制剂的设计和优化特别有价值，因为在过去二十年中，已有许多配体-靶标共晶体结构被存入蛋白质数据银行（PDB；https://www.rcsb.org/）。表1总结了这些共晶体复合物的关键特征，包括PDB识别码、分辨率（?）以及含氮双环核心的结构分类和各自的末端取代基A和B。如下面所讨论的，capmatinib类似物的独特结构特征（包括中心含氮的融合[5,6]-双环核心和外围芳香取代基A和B）有助于这些小分子在c-MET激酶活性位点内采用特征性的U形构象[2]。通过研究这些结构组分对c-MET结合作用的贡献，并结合X射线晶体学的见解，本综述旨在阐明控制Ib类c-MET抑制剂结合模式的关键分子 determinants，从而为未来相关分子的合理设计提供信息。在我们之前的综述[14]中，研究了十六种不同的含氮融合[5,6]-双环核心，并将其作为c-MET抑制的结构框架。这些包括咪唑[1,2-a]吡啶（核心A）、吡咯[2,3-b]吡啶（核心B）、吡咯[3,2-b]吡啶（核心C）、咪唑[4,5-b]吡啶（核心D）、吡唑olo[4,3-b]吡啶（核心E）、吡唑olo[3,4-b]吡啶（核心F）、[1,2,4]三唑olo[4,3-a]吡啶（核心G）、[1,2,3]三唑olo[4,5-b]吡啶（核心H）、[1,2,4]三唑olo[4,3-b]吡嗪（核心I）、[1,2,3]三唑olo[4,5-d]嘧啶（核心J）、[1,2,3]三唑olo[4,5-b]吡嗪（核心K）、咪唑[4,5-b]吡嗪（核心L）、[1,2,4]三唑olo[4,3-a]嘧啶（核心M）、吡咯[2,1-f][1,2,4]三嗪（核心N）、咪唑[1,2-b][1,2,4]三嗪（核心O）和[1,2,4]三唑olo[4,3-b][1,2,4]三嗪（核心P）（图2）。这些[5,6]-双环骨架的结构多样性强调了氮原子的位置对于优化相互作用和实现Ib类c-MET激酶抑制剂对ATP结合位点的优越抑制的重要性。

4. 结论
Ib类c-MET抑制剂的设计和开发过程中，融合[5,6]-双环含氮核心发挥了关键作用。capmatinib及其类似物的成功表明，含有特定结构的化合物能够在保持良好药理特性的同时，实现优异的抑制效果和代谢稳定性。例如，包含核心P的化合物表现出比含有核心I或核心M的类似物更高的抑制效力，但其代谢稳定性较差，导致在临床前/临床评估中多个候选物过早终止。相反，含有核心K或核心I的抑制剂通常酶效力较低，但代谢稳定性较好，在人体肝微粒体和肝细胞中维持了有利的清除速率。它们平衡的理化性质和改善的ADME特性使得这些骨架的几个代表能够成功进入临床开发，并在某些情况下获得监管批准作为选择性抗癌药物。在比较评估中，核心I相比核心M和核心G显示出中等程度的c-MET抑制增强，这可能是由于氮原子在铰链结合界面的最佳定位。当用核心I替代核心M时，关键氮原子的移除或重新定位显著降低了抑制效力（约3倍），这突显了杂原子分布对于维持紧密的ATP竞争性相互作用的重要性。这些骨架之间的相互作用形成了一个明确的效力-稳定性连续体，其中核心P代表高效力/低稳定性端，而核心K和核心I位于低效力/高稳定性区域。这一连续体为先导优化提供了实用框架，表明在融合[5,6]-双环核心内调节氮拓扑结构可以调整效力、清除率（代谢稳定性）和潜在的肝脏毒性。最终，观察到Met1160的骨架-NH–与酚类取代基的羟基之间存在不利的供体-供体相互作用（图3A）。下载：下载高分辨率图像（1020KB）下载：下载全尺寸图像 图3. 某些基于核心I的Ib类c-MET抑制剂（配体1-4）的晶体结合模式和取代基相互作用剖面。A：配体1中取代基A和B的详细相互作用网络（PDB ID：3CCN）；B：配体2的结合模式（PDB ID：3CD8）；C：配体3的相互作用网络（PDB ID：3I5N）；D：SGX-523（配体4；PDB ID：3DKF）在c-MET催化域内的结合剖面。为了更清楚地展示特定取代基的相互作用，有意省略了中心双环核心建立的接触。

配体2的共晶结构显示了一个高度稳定的相互作用网络，为其强效抑制作用提供了结构基础（生化c-MET IC50 = 7 nM）。在该分子中，苯环（取代基A）精确地定位以与Asp1164形成π-阴离子相互作用，并与Tyr1230形成π-π堆叠接触。该复合物的一个关键特征是取代基B中的7-甲氧基喹啉基团，与配体1相比显著增强了结合性能。该取代基在喹啉氮与Met1160的骨架-NH–之间建立了关键的高亲和力氢键（2.24 ?）。此外，喹啉骨架还通过一系列疏水性和电子接触得到稳定，包括与Ile1084、Val1092和Ala1108的π-烷基相互作用，以及与Met1211的两种π-硫和π-σ接触。值得注意的是，喹啉环还通过π-π堆叠与Tyr1159以及与Pro1158的碳-氢键进一步固定，如图3B详细所示。

2009年，Boezio等人[18]和Buchanan等人[19]在不同的研究中报道了两种c-MET抑制剂的X射线晶体结构，从而进一步了解了Ib类c-MET激酶抑制剂的结合模式。这些研究揭示了配体3（PDB ID：3I5N）和配体4（也称为SGX-523；PDB ID：3DKF）的共晶结构。虽然配体3中的取代基A是一个简单的苯环，而配体4中的取代基B是一个甲基吡唑基团，但两个配体的共同特点是都含有一个连接到核心I的三唑环上的大体积双环取代基B。

配体3的X射线晶体结构显示了一个广泛的相互作用网络，主要由其取代基A和B驱动（图3C）。取代基A通过多种电子相互作用进行连接，包括与Asp1164的羧酸侧链的π-阴离子接触，以及与相邻残基Tyr1230和Asp1231的双重相互作用，包括与Tyr1230的π-π堆叠相互作用和涉及这些残基的酰胺 backbone的π-酰胺堆叠相互作用。配体3的一个定义性特征是其在取代基B中的3-甲氧基-1,5-萘啶基团，该基团建立了密集的疏水性和极性接触簇。该取代基的芳香系统与Val1092、Met1211、Ala1108和Ile1084发生了多种π-烷基相互作用，有效地填充了c-MET酶的疏水亚口袋。与之前的复合物类似，也观察到了Met1160的骨架-NH–与萘啶环的N-5之间的氢键，键长为2.16 ?。这种结合还通过该残基的骨架羰基与萘啶基团的甲氧基之间的碳-氢键得到增强。进一步的稳定作用来自Pro1158和Ile1084的烷基侧链与悬挂取代基的甲氧基和芳香质子之间的碳-氢相互作用。

配体4（SGX-523）的X射线晶体结构也显示了在c-MET活性位点内的高度协调的结合网络，这得益于其取代基的巧妙排列（图3D）。在支架的一个面上，1-甲基吡唑取代基（取代基A）取代了早期类似物（配体1-3）中的苯环，并参与了一组略有不同的极性和静电相互作用。具体来说，其吡唑环与Tyr1230形成了π-π堆叠相互作用，而其甲基与Asp1164的羧酸氧形成了碳-氢键。此外，吡唑基团的环质子与Arg1208的骨架羰氧之间也形成了碳-氢键。在相对的一面，取代基B中的喹啉基团通过灵活的单原子硫醚桥（-S-）插入到铰链区域和相邻的疏水亚口袋中。喹啉氮原子与Met1160的骨架-NH–之间的常规氢键形成了一个关键锚点，进一步得到了同一残基（Met1160）的骨架羰基的碳-氢键的支持。喹啉环系统还表现出芳香互补性，与Tyr1159形成了π-π堆叠相互作用，并与Met1211的硫原子形成了π-硫接触。这种杂环系统通过涉及Ala1108、Met1211、Ile1084和Val1092的侧链的π-烷基相互作用网络在疏水核心内得到稳定。

在2012年的研究中，Cui及其同事报道了三种强效Ib类c-MET抑制剂（配体5-7）与c-MET激酶域复合物的结构，PDB代码分别为4AP7、4AOI和3ZXZ[20]。检查它们的化学骨架发现不同的杂环结构，其中前两种结构（配体5和6）具有核心P，而后一种结构（配体7）则包含核心K框架。这些差异（相对于之前报道的具有核心I的配体）导致结合模式发生了显著变化，具体细节将在下文讨论。图4详细展示了这些配体与c-MET激酶域复合物中取代基A和B的晶体相互作用剖面。下载：下载高分辨率图像（828KB）下载：下载全尺寸图像 图4. 配体5-7在c-MET激酶活性位点内的晶体相互作用剖面，突出显示了取代基A和B的详细结合模式和关键配体-残基相互作用。X射线共晶结构对应于配体5（A，PDB：4AP7）、配体6（B，PDB：4AOI）和配体7（C，PDB：3ZXZ）[20]。为了更清楚地展示特定取代基的相互作用，有意从图中省略了中心双环核心建立的接触。

配体5（PDB：4AP7）的结合模式的一个显著特征是Asn1167的羧酰胺侧链与取代基A的对氟基团之间存在两个氢键相互作用。这些极性相互作用似乎通过将相邻的氟化苯环定向在结合裂隙内起到了锚定作用。除了这些接触外，取代基A还参与了与Asp1164的氟和π-阴离子相互作用，代表了电子缺乏的芳基系统对该活性位点口袋中静电互补性的贡献。相同的芳香基团还与邻近残基Asp1231和Tyr1230发生了π-酰胺和π-π堆叠相互作用。关于位于核心P的5元（三唑）环上的酚类取代基B，该基团参与了多种π-烷基相互作用（特别是与Val1092、Ala1108、Ile1084和Met1211），表明疏水填充是该活性位点区域复合稳定性的重要组成部分。这些接触有助于填充铰链区域附近的亲脂亚口袋，并有助于抑制剂在c-MET活性位点内的构象适应。另一个显著特征是配体的羟基与Met1160之间的不利供体-供体接触，这可能对结合姿态施加了构象约束（图4A）。

在配体6（PDB：4AOI）中，取代基A和B介导了紧凑的多极和疏水接触，特别是取代基A与Tyr1230在激活环附近的π–π堆叠（图4B）。同时，该残基的酚类部分还参与了与Asp1164的电荷-电荷和π-阴离子相互作用。关于位于核心P的5元环上的吡罗-吡啶取代基B，其环质子与Arg1208的骨架羰氧之间形成了碳-氢键。在另一侧，取代基B中的喹啉基团通过灵活的单原子硫醚桥（–S–）插入到铰链区域和相邻的疏水亚口袋中。喹啉氮原子与Met1160的骨架-NH–之间的常规氢键形成了一个关键锚点，进一步得到了同一残基（Met1160）的骨架羰基的碳-氢键的支持。喹啉环系统还表现出芳香互补性，与Tyr1159形成了π-π堆叠相互作用，并与Met1211的硫原子形成了π-硫接触。这个杂环系统通过涉及Ala1108、Met1211、Ile1084和Val1092的侧链的π-烷基相互作用网络在疏水核心内得到稳定。

在2012年的研究中，Cui及其同事报告了三种强效Ib类c-MET抑制剂（配体5-7）与c-MET激酶域复合物的结构，PDB代码分别为4AP7、4AOI和3ZXZ[20]。检查它们的化学骨架揭示了不同的杂环结构，前两种结构（配体5和6）具有核心P，而后一种结构（配体7）包含核心K框架。这些差异（相对于之前报道的具有核心I的配体）导致了结合模式的明显变化，具体细节将在下文讨论。图4详细展示了这些配体与c-MET激酶域复合物中取代基A和B的晶体相互作用剖面。下载：下载高分辨率图像（828KB）下载：下载全尺寸图像 图4. 配体5–7在c-MET激酶活性位点内的晶体相互作用剖面，突出了取代基A和B的详细结合模式和关键配体-残基相互作用。X射线共晶结构对应于配体5（A，PDB：4AP7）、配体6（B，PDB：4AOI）和配体7（C，PDB：3ZXZ）[20]。为了更清楚地展示特定取代基的相互作用，有意从图中省略了中心双环核心建立的接触。

配体5（PDB：4AP7）的结合模式的一个显著特征是Asn1167的羧酰胺侧链与取代基A的对氟基团之间存在两个氢键相互作用。这些极性相互作用似乎通过将相邻的氟化苯环定向在结合裂隙内起到了锚定作用。除了这些接触外，取代基A还参与了与Asp1164的氟和π-阴离子相互作用，代表了电子缺乏的芳基系统对活性位点口袋中静电互补性的贡献。相同的芳香基团还参与了与邻近残基Asp1231和Tyr1230的π-酰胺和π-π堆叠相互作用。关于位于核心P的5元（三唑）环上的酚类取代基B，该基团参与了多种π-烷基相互作用（特别是与Val1092、Ala1108、Ile1084和Met1211），表明疏水填充是该活性位点区域复合稳定性的重要组成部分。这些接触可能有助于填充铰链区域附近的亲脂亚口袋，并有助于抑制剂在c-MET活性位点内的构象适应。另一个显著特征是配体的羟基与Met1160之间的不利供体-供体接触，这可能对结合姿态施加了构象约束（图4A）。

在配体6（PDB：4AOI）中，取代基A和B介导了紧凑的多极和疏水接触，特别是取代基A与Tyr1230在激活环附近的π–π堆叠（图4B）。同时，该残基的酚类部分还参与了与Asp1164的电荷-电荷和π-阴离子相互作用。关于吡咯-吡啶取代基B，晶体剖面显示了Met1160的骨架-NH–与该大体积双环杂环的一个氮原子之间的关键氢键。这种极性接触可能有助于将抑制剂锚定在一个有利于最大化周围非极性接触的方向。实际上，这种杂芳香取代基参与了与Leu1157、Ala1108、Met1160、Ile1084和Val1092的九种π-烷基相互作用，表明在c-MET活性位点该区域有广泛的疏水填充。图4C还显示了配体7（PF-04217903；PDB：3ZXZ）的晶体相互作用模式。在这种结构中，取代基A（吡唑基-乙醇基团）和取代基B（通过亚甲基间隔连接到核心K的1,2,3-三唑环的喹啉片段）共同作用，在c-MET活性位点内产生了由芳香、极性、静电和疏水相互作用共同稳定的结合模式。在配体的左侧（取代基A），吡唑环与Tyr1230形成了明显的π-π堆叠相互作用，表明在激活环区域有有利的芳香识别。分子的同一部分还与Asp1164形成了π-阴离子相互作用。此外，在该区域内还观察到了几个被识别为碳相互作用的接触，包括与Asp1164和Arg1208的接触。这些接触构成了非典型的紧密堆积相互作用，有助于固定取代基A在口袋内的方向。在另一端（取代基B），喹啉基团通过多个π–烷基接触占据了疏水口袋，与Ile1084、Val1092和Ala1108以及Met1211相连，同时其氮原子与Met1160形成了关键的锚定氢键（1.90 ?）。同一取代基还与Tyr1159形成了π-π堆叠相互作用，进一步增强了结合构象的稳定性。图4还显示了与Met1160附近的碳接触，支持了该区域受益于极性识别和紧密局部堆积的观点。

在2013年发表的后续研究中，Cui及其同事通过披露三个额外的X射线晶体结构进一步扩展了对c-MET抑制剂的结构性理解，这些结构的PDB代码分别为3ZBX、3ZC5和3ZCL[21]。这些结构对应于配体8-10，具有不同的核心结构和取代模式。配体8包含一个P核心支架，取代基A由对氟苯基团表示，取代基B由通过亚甲基桥连接到核心的喹啉片段组成。相比之下，配体9和10都包含核心I。在配体9中，取代基A是一个甲基吡唑基团，而取代基B包含通过S-构型手性碳中心连接到核心I的双环喹啉基团。相比之下，配体10的取代基A是一个脂肪族丙烷-2-胺，而取代基B包含通过相同的S-构型手性碳中心连接到核心I的双环吡咯-吡啶片段。图5详细展示了这些配体在c-MET活性位点内的晶体结合相互作用。下载：下载高分辨率图像（837KB）下载：下载全尺寸图像 图5. 根据与c-MET复合的共晶配体的X射线晶体结构得出的配体8-10在c-MET激酶活性位点内的详细结合模式，PDB代码分别为3ZBX（A）、3ZC5（B）和3ZCL（C）[21]。为了更清楚地展示特定取代基的相互作用，有意从图中省略了中心双环核心建立的接触。

如图5A所示，配体8的取代基A（对氟苯环）嵌入在一个疏水口袋中，在其中其氟原子与Asn1167的羧酰胺侧链之间建立了关键的氢键。此外，取代基A的芳香环与Tyr1230形成了π-π堆叠，并与Asp1164的侧链形成了π-阴离子相互作用。Asp1164侧链的酸性羧酸部分还与取代基A的对氟原子形成了氟相互作用。关于取代基B，其结合模式与配体4（SGX-523；图3D）中观察到的完全相同的相互作用模式一致。

配体9的结合模式在图5B中通过其两个主要取代基介导的特定相互作用显示。取代基A（甲基吡唑环）定位以参与多种稳定接触，包括与Tyr1230的侧链的π-π堆叠相互作用和与Asp1164的π-阴离子相互作用。此外，该基团与残基Tyr1230、Asp1164和Arg1208之间观察到了三个碳-氢键，进一步将吡唑片段固定在其特定的亚口袋内。关于取代基B，其相互作用模式与之前的配体相似，喹啉部分通过其氮原子与枢纽残基Met1160的主链-NH–形成强烈的氢键（2.0 ?）。这个双环系统还通过π-π堆叠与Tyr1159以及与Ala1108、Ile1084、Val1092和Met1211的一系列π-烷基疏水相互作用得到进一步稳定，这与之前描述的含喹啉配体类似。配体9的一个定义性结构特征（与之前讨论的配体相比）是在亚甲基桥上存在一个(S)-构型的手性甲基。这个手性中心为分子施加了特定的空间取向，使得甲基取代基能够定位在一个明确的疏水区域内。因此，这种配置促进了与Lys1110、Leu1157和Ala1226侧链的三个关键烷基相互作用。这些额外的接触可以显著增强配体9在c-MET ATP结合裂隙中的结合亲和力。

配体10在c-MET激酶的活性位点内进行了进一步分析（PDB: 3ZCL）。如图5C所示，结合模式揭示了稳定该配体在ATP结合口袋中的关键分子间相互作用，所有这些相互作用都集中在取代基B上（故意省略了与核心I的相互作用）。具体来说，亚甲基桥上的(S)-构型手性甲基与Lys1110、Leu1157和Val1092的侧链形成了三个烷基相互作用，并且还与Tyr1230发生了π-烷基相互作用。吡咯并吡啶系统还建立了广泛的疏水和静电接触网络，包括与Val1092、Ile1084、Ala1108、Leu1157和Met1211的八个π-烷基相互作用，以及与Met1211的硫醚侧链的π-硫相互作用。此外，还观察到了双环核心的氮原子与Met1160的主链胺之间的一个关键氢键，并通过一个碳-氢键与其羰基氧相连。值得注意的是，脂肪族丙烷-2-胺（取代基A）在这个亚口袋内未能建立任何接触，这突显了对脂肪族基团的不耐受性，并证实了芳香/π系统与Tyr1230和Met1211维持必要π相互作用的要求。

在2015年的一项研究中，Peterson及其同事报告了两种Ib类c-MET抑制剂配体11（PDB代码：4XMO）和配体12（PDB代码：4XYF）的X射线晶体结构，这两种配体的核心G在吡啶环的8位都含有一个氟原子[22]。在这两种配体中，取代基A都是3-甲基异噁唑，而取代基B在两种化合物之间有轻微的变化。在两种情况下，连接到喹啉骨架的短脂肪族桥都是一个手性中心。在配体11中，连接到3-甲氧基喹啉骨架的手性中心具有R构型，并带有甲基和氟取代基；而在配体12中，连接到甲氧基乙氧基喹啉部分的相应中心具有S构型，并只带有甲基取代基。这些配体的X射线晶体相互作用模式和结合模式详细展示在图6A-B中。如图所示，两种配体中的芳香取代基A（3-甲基异噁唑）分别与Asp1164发生了π-阴离子相互作用，并与Tyr1230发生了π-π堆叠相互作用，这与之前描述的含芳香取代基配体的相互作用模式相似。值得注意的是，在配体11中，Tyr1230的羟基与手性中心的氟原子形成了一个常规的氢键。关于取代基B，喹啉氮与枢纽残基Met1160的主链-NH–形成了一个常规的氢键，而融合的芳香系统还通过与Tyr1159的π-π堆叠相互作用得到了进一步稳定。此外，这个双环片段还与Ala1108、Ile1084、Val1092和Met1211发生了多个π-烷基疏水接触，从而突显了它在ATP结合裂隙疏水区域内的定位。值得注意的是，连接桥上(S)-构型手性中心的甲基诱导了取代基B的明确三维取向，使其能够与Lys1110、Leu1157和Ala1226发生额外的烷基相互作用。与Met1211的另一个π-硫相互作用也有助于稳定这个区域，共同支持配体11在c-MET活性位点内的有利结合。

在2015年的另一项研究中，Boezio及其同事报告了两种Ib类c-MET激酶抑制剂配体11（PDB代码：4XMO）和配体12（PDB代码：4XYF）的新的X射线晶体结构[23]。在这两种配体中，结合的分子都有一个在吡啶环8位含有氟原子的G核心。与配体11和12不同，这两种配体的取代基B分别包含1,6-萘啶-5(6H)-酮和3-(2-甲氧基乙氧基)-1,6-萘啶-5(6H)-酮片段，它们分别替代了配体11中的3-甲氧基喹啉片段和配体12中的3-(2-甲氧基乙氧基)喹啉片段。这些分子的结合模式和关键相互作用在图6C-D中展示，显示出与之前报道的配体相似的结合模式。在配体13与c-MET结合的X射线共晶结构中，取代基A（甲基异噁唑片段）分别与Asp1164发生了π-阴离子相互作用，并与Tyr1230发生了π-π堆叠相互作用，这与之前描述的芳香取代基A的相互作用模式一致。值得注意的是，在配体11中，Tyr1230的羟基与手性中心的氟原子还形成了一个常规的氢键。关于取代基B，喹啉氮与枢纽残基Met1160的主链-NH–形成了一个常规的氢键，而融合的芳香系统还通过与Tyr1159的π-π堆叠相互作用得到了进一步稳定。此外，这个双环片段还与Ala1108、Ile1084、Val1092和Met1211发生了多个π-烷基疏水接触，从而突出了其在ATP结合裂隙疏水区域内的定位。值得注意的是，连接桥上的(S)-构型手性中心的甲基诱导了取代基B的明确三维取向，使其能够与Lys1110、Leu1157和Ala1226发生额外的烷基相互作用。与配体11类似，配体12中的取代基B也通过多个π-烷基/烷基接触与Ala1108、Ile1084、Val1092、Leu1157和Ala1226在疏水口袋内得到了进一步容纳，并且还与Met1211保持了π-硫相互作用。

在2016年的另一项类似研究中，Boezio及其同事报告了两种Ib类c-MET激酶抑制剂蛋白-配体复合物的新的X射线晶体结构，它们的PDB代码分别为5EYC和5EYD[23]。在这些结构中，结合的分子的G核心在8位含有一个氟原子（与配体11和12类似）。与配体11和12不同，这些新配体的取代基B包含1,6-萘啶-5(6H)-酮和3-(2-甲氧基乙氧基)-1,6-萘啶-5(6H)-酮片段。这些分子的结合模式和关键相互作用在图6C-D中展示，显示出与之前报道的配体相似的结合模式。在配体13与c-MET结合的X射线共晶结构中，取代基A（甲基异噁唑片段）通过与Asp1164的π-阴离子相互作用和与Tyr1230的π-π堆叠相互作用而固定。相比之下，取代基B（包含一个(S)-构型的甲基烷基连接桥以及末端的1,6-萘啶-5(6H)-酮骨架）在结合口袋中建立了更广泛的相互作用网络。最重要的是，1,6-萘啶-5(6H)-酮中的第一个氮原子与Met1160的主链-NH–形成了一个关键的枢纽区域氢键（键长：2.04 ?），这对于将抑制剂固定在中枢裂隙中至关重要。此外，这个大分子还与Tyr1159发生了π-π堆叠相互作用，进一步稳定了其在c-MET结合区域内的位置。同一芳香表面还与周围的亲脂性残基Ala1108、Ile1084和Val1092发生了三个π-烷基接触，表明这部分占据了一个明确的疏水亚口袋。位于(S)-构型手性中心的甲基似乎通过正确定位双环药效团并贡献额外的烷基型接触（特别是与Lys1110、Leu1157、Ala1226和Val1092）而在构象和亲脂性方面发挥了重要作用。此外，取代基B还与Met1211发生了π-硫相互作用，并与附近的残基如Gly1085和Met1160发生了π-σ/碳型接触，这些都共同增强了配体11在c-MET活性位点内的结合。

配体14也在c-MET ATP结合裂隙中通过广泛的接触网络得到稳定，这一点通过X射线晶体结构得到了证实（PDB代码：5EYD）。末端芳香取代基A（左侧）与Asp1164的羧酸侧链形成了一个关键的π-阴离子相互作用，这一点通过与Tyr1230的酚环的π-π堆叠相互作用得到了补充（图6D）。此外，该片段的几何取向还通过两个不同的碳相互作用得到了进一步细化，其中Arg1208的主链羰基和Asp1164的羧酸片段与附近的骨架原子发生了接触。取代基B的双环部分作为主要的枢纽结合元素，促进了其深入插入ATP结合裂隙。该系统中的氮原子与枢纽区域（Lys1161）的主链-NH–集团形成了一个常规的氢键。此外，甲氧基乙氧基部分还通过与Met1160/Lys1161附近的几个骨架原子的碳-氢键相互作用得到了额外的支持。与配体11类似，配体12中的取代基B也通过多个π-烷基/烷基接触与Ala1108、Ile1084、Val1092、Leu1157和Ala1226得到了进一步容纳，并且还与Met1211保持了π-硫相互作用。

在2016年的另一项研究中，Zhan等人报告了一种新型c-MET抑制剂（配体15）与蛋白质的X射线晶体结构（该配体的核心为P，PDB ID：5EOB）[24]。在这种分子的结构中，在单原子脂肪族桥上引入了两个氟取代基，从而消除了其光学活性。这种抑制剂的详细相互作用和相应的结合模式在图7A中进行了说明。如图所示，取代基A（对氟苯环）的结合模式与该系列中之前描述的配体一致。它通过与Tyr1230的π-π堆叠相互作用和与Asp1164的羧酸基团的两个氟和π-阴离子接触而固定。关于取代基B，它包含一个连接到喹啉骨架的单碳脂肪族连接桥，该连接桥含有一个(S)-构型的甲基，其结合模式与之前的类似物中的喹啉取代基的相互作用模式相似。喹啉氮（位于远端环上）与Met1160的主链-NH–形成了一个重要的常规氢键。此外，这个双环系统还通过与Tyr1159的π-π堆叠相互作用得到了稳定，并且还与周围残基如Ala1108、Ile1084、Val1092发生了多个π-烷基接触。在另一种2016年的研究中，Zhan等人报告了含有新颖c-MET抑制剂（配体15，核心为P，PDB ID：5EOB）的蛋白质-配体复合物的X射线晶体结构[24]。在这种分子的结构中，两个氟取代基被引入到单原子脂肪族桥上，从而消除了其光学活性。这种抑制剂的详细相互作用和相应的结合模式在图7A中进行了说明。如图所示，取代基A（对氟苯环）的结合模式与该系列中之前描述的配体一致。它通过与Tyr1230的π-π堆叠相互作用和与Asp1164的羧酸基团的两个氟和π-阴离子接触而固定。关于取代基B，它包含一个连接到喹啉骨架的单碳脂肪族连接桥，其结合模式与之前的类似物中的喹啉取代基的相互作用模式高度保守。喹啉氮（位于远端环上）与Met1160的主链-NH–形成了一个重要的常规氢键。此外，这个双环系统还通过与Tyr1159的π-π堆叠相互作用和一系列疏水相互作用得到了稳定，包括与Ala1108、Ile1084、Val1092和Met1211残基的多个π-烷基接触。在另一项2025年的研究中，Lin等人解析了vebreltinib（配体17，也称为bozitinib）与c-MET激酶域的高分辨率X射线共晶结构（PDB代码：9IVB）[26]。结果显示，韦布瑞替尼（vebreltinib）以紧凑的U形方向占据ATP结合位点，并促进激活环（activation loop）呈现DFG-in构象。图7C展示了博齐替尼（bozitinib）的取代基A和B与c-Met蛋白之间的详细相互作用。如图所示，取代基A由1-环丙基-1H-吡唑（1-cyclopropyl-1H-pyrazole）结构单元构成，而取代基B是一个6-氟-2-甲基-2H-吲唑（6-fluoro-2-methyl-2H-indazole）结构，通过二氟亚甲基（–CF2–）连接桥与双环核心相连。取代基A位于c-MET活性位点的相对极性区域，主要通过碳原子与Asp1164和Arg1208的接触进行稳定，同时还涉及周围残基Arg1208和Tyr1230侧链的烷基及π-烷基相互作用。另一方面，取代基B则广泛参与c-MET活性位点疏水区域内的相互作用。吲唑的六元苯环与Ala1108、Val1092和Met1160的侧链形成了三个π-烷基相互作用，并与Met1211侧链的硫原子形成了π-σ相互作用。此外，Met1160的主链羰基与吲唑结构单元的甲基也通过碳原子进行了接触。吲唑环的氮原子还与Met1160主链上的–NH–基团形成了类似氢键的给体-受体相互作用。博齐替尼的另一个显著特征是其吲唑环6位上的氟原子与中央双环核心中的三唑环的氮原子形成了类似卤素键的相互作用，这种分子内相互作用有助于稳定并维持抑制剂的特征U形构象。

最近（2026年），Russell及其同事报告了九种具有c-MET抑制活性的已批准小分子药物的共晶结构，包括卡帕替尼（capmatinib，配体18，PDB ID: 9SXJ）和格鲁米替尼（glumetinib，配体19，PDB ID: 9T6K）。结果表明，尽管这些药物的核心结构及其取代基A和B存在差异，但它们都采用了保守的ATP结合模式。这些取代基的共有相互作用包括Asp1164和Tyr1230与取代基A的π介导接触、Met1211与取代基B的π介导接触，以及Met1160与取代基B之间的氢键。其中，取代基B在激活环中与Tyr1230的π-π堆叠作用尤为重要，这是Ib类c-MET抑制剂亲和力和选择性的关键决定因素[27]。如图8A所示，格鲁米替尼具有以磺酰基为中心的近乎对称的结构[28]。它包含两个融合的[5,6]-双环氮-containing支架，即核心A（咪唑[1,2-a]吡啶（imidazo[1,2-a]pyridine）部分和核心E（1H-吡唑[4,3-b]吡啶（1H-pyrazolo[4,3-b]pyridine）部分）。取代基B的具体结构取决于哪个支架（A或E）被视为中心双环支架。将格鲁米替尼的结合模式与其他Ib类c-MET抑制剂进行比较后发现，核心A占据了[5,6]-双环氮-containing支架的位置，这一结论得到了X射线晶体学数据的有力支持。核心A的优先选择可以解释为其五元环内存在一个位置适中的氮原子（图中用粉红色标示为N-1），该氮原子与Asp1222的主链–NH–基团形成关键的氢键，而在核心E中则没有这样的氮原子。有趣的是，这一氮原子在所有最近批准的Ib类c-MET激酶抑制剂（包括savolitinib、bozitinib、capmatinib和glumetinib）的结构中都是保守的。如图8B所示，含有该氮原子的[5,6]-双环支架（核心A、D、G、H、I、L、M和O）与缺乏该氮原子的支架（核心C、E和N，用灰色标示）有所区别。对于核心B和F，由于它们在相应位置具有环内–NH–基团（图中用黄色标示），与Asp1222主链–NH–的直接相互作用受到不利给体-受体距离的静电限制，可以通过水介导的氢键桥来克服。早期研究表明，含有核心B和F的Ib类c-MET激酶抑制剂具有强大的c-MET抑制活性和显著的细胞抗增殖效应[29]。此外，含有核心B的抑制剂由于快速羟基化而表现出代谢不稳定。这一问题归因于富含电子的吡咯环，该环特别容易发生代谢氧化，尤其是在C-2位置[28]。

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图8. A：格鲁米替尼的结构表示图，展示了其对称的架构，包含两个融合的[5,6]-双环氮-containing核心A和E。如图中红色圆圈所示，格鲁米替尼中的取代基B取决于哪个核心（A或E）被视为中心双环支架。
B：含有适当位置氮原子的中心双环支架，能够与Asp1222形成氢键（核心A、D、G、H、I、L、M和O），与缺乏此类氮原子的支架（核心C、E和N）形成对比。对于含有环内–NH–基团的核心B和F（其中–NH–基团与取代基B呈1,3关系），与Asp1222主链–NH–的相互作用可以通过水介导的氢键或不利给体-受体距离来解释。

总之，Ib类c-MET抑制剂的共晶结构表明，结合模式主要由取代基A和B决定，两者扮演着截然不同的角色。取代基A最一致地再现了保守的Asp1164/Tyr1230相互作用模式，通常通过与Asp1164的π-阴离子接触和与Tyr1230的π-π堆叠实现，偶尔也有附近残基（如Asp1231、Arg1208、Asn1167）或氟原子介导的辅助作用。相比之下，取代基B是主要的锚定和功效驱动元素，其特征是与Met1160主链–NH–的高保守铰链氢键，通常还伴有与Tyr1159的π-π堆叠以及在相邻口袋中的广泛疏水/π-烷基相互作用（特别是Ile1084、Val1092、Ala1108和Met1211），并经常涉及Met1211的π-硫稳化。此外，在更优化的类似物中，含有甲基取代基的手性碳连接剂可以通过参与次级疏水亚口袋来增强结合亲和力，其中甲基与Lys1110、Leu1157、Ala1226和/或Val1092等残基形成额外的烷基接触，从而促进配体的有利三维定向。在一些类似物（包括配体11和15）中，手性中心的氟取代通过氢键与Tyr1230的羟基相互作用，进一步增强了Ib类c-MET抑制剂小分子在ATP结合位点的互补相互作用。

3.2. 中心融合的[5,6]-双环氮-containing核心
在分析了末端取代基A和B之后，本节探讨了Ib类c-MET抑制剂中中心[5,6]-双环核心的结合特征。基于蛋白质数据银行（https://www.rcsb.org/）中存储的可用X射线结构，可以对包含核心I、P、K和G的化合物进行明确的结构评估，这些化合物作为与c-MET共晶形成的配体。值得注意的是，当前的结构图谱受到数据可用性的限制。尽管已有研究报道了其他支架（尤其是氮含量较低的支架如核心A、B、F等的显著抑制活性[29]、[30]、[31]，但由于缺乏这些化合物的共晶数据，无法对其进行明确的结构分析。下面将描述这些核心的结合模式。

3.2.1. 核心I的结合相互作用模式
在[5,6]-双环氮-containing核心中，[1,2,4]三唑[4,3-b]吡嗪（核心I）是设计Ib类c-MET激酶抑制剂时最常见且经常使用的支架之一[17]、[18]、[32]、[33]。许多知名抗癌化合物（如韦布瑞替尼[26]、[34]、[35]、SGX523 [19]、[36]、[37]和PF-04254644 [21]）都含有核心I，这突显了其在Ib类c-MET抑制剂结构优化中的关键作用。然而，一些临床证据表明使用这种支架需谨慎，例如韦布瑞替尼与QT间期延长有关，这是一种重要的治疗相关不良反应[34]、[38]。到目前为止，已有七种含有氮-containing双环核心I的配体与c-MET形成的复合物被发现，其PDB代码分别为3CCN（配体1）、3CD8（配体2）、3I5N（配体3）、3DKF（配体4）、3ZC5（配体9）、3ZCL（配体10）和9IVB（韦布瑞替尼；配体17）。这些复合物的详细相互作用模式如图9和10所示。从这些结构可以明显看出，所有七种配体的核心I都表现出高度保守的结合模式，主要与五个氨基酸残基相互作用：Met1211、Ala1221、Asp1222、Ala1226和Tyr1230，尽管在某些情况下存在轻微差异。这些反复出现的相互作用包括：与Met1211的两个π-硫/π-烷基接触、核心I和Tyr1230的两个芳香环之间的两个π-π堆叠相互作用、Ala1221与核心I的双环环之间的两个π-烷基相互作用、Ala1226与核心I的五元三唑环之间的一个π-烷基相互作用，以及Asp1222主链–NH–与核心I五元三唑环中的一个氮原子（标记为N-1，与取代基B呈1,3关系）之间的一个关键氢键。尽管如此，在这些复合物中仍观察到了细微差异。在3CCN和3CD8中，与Met1211的相互作用都是π-硫类型。在3DKF中，Asp1222的羧基与核心I的五元三唑环形成了额外的碳-氢相互作用。

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图9. (A–D) 配体1-4在c-MET复合物中的核心I部分的结合相互作用模式，相应的PDB代码分别为3CCN、3CD8、3I5N和3DKF。该图突出了所有四种配体间共有的相互作用网络。为了清晰和便于比较，省略了分子其他区域的相互作用，仅显示了中心双环支架的相互作用。

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图10. 配体9（A；PDB：3ZC5）、配体10（B；PDB：3ZCL）和配体17（韦布瑞替尼；PDB：9IVB）的中心核心I部分的X射线晶体学结合相互作用模式。该图展示了中心双环核心I在c-MET激酶结构域中建立的保守相互作用网络。为了便于直接结构比较，省略了外围取代基和远端相互作用，仅关注中心双环支架的共有结合模式。

3.2.2. 核心K的结合相互作用模式
[1,2,3]三唑[4,5-b]吡嗪（核心K）是一种多功能杂环骨架，在过去二十年里因其在设计高效c-MET抑制剂中的实用性而受到广泛认可[20]、[21]、[39]。虽然含有核心K的化合物通常表现出与核心P相当的或略低的c-MET抑制活性（核心P通常赋予最高活性），但它们在肝微粒体和肝细胞中表现出更高的代谢稳定性[20]。在共晶配体7（PDB ID：3ZXZ）和savolitinib（配体16；PDB ID：6SDE）中都含有核心K，这种骨架显示出与配体1和2（含有核心I）非常相似的相互作用网络和结合模式。值得注意的是，主要区别在于一个额外的相互作用：在两个复合物中，Arg1208的主链羰基氧与核心K六元环上的C-5氢原子形成了氢-碳接触（见图11）。

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图11. 配体7（A；PDB ID：3ZXZ）和savolitinib（B；PDB ID：6SDE）中中心核心K部分的X射线晶体学结合相互作用模式。为了清晰和直接比较，仅显示了与中心双环支架K的相互作用，而省略了与配体其他区域的相互作用。

3.2.3. 核心P的结合相互作用模式
就融合的[5,6]-双环氮-containing核心中的氮原子排列而言，核心P（[1,2,4]三唑[4,3-b][1,2,4]三嗪）与核心I（[1,2,4]三唑[4,3-b]吡嗪）在结构上高度相似。结构上的区别在于核心P在编号为8的位置多了一个氮原子。先前的研究表明，虽然含有核心P的c-MET激酶抑制剂具有高抑制活性[21]，但它们往往代谢稳定性较差，且容易受到非P450酶的氧化[20]。近年来，一些药物化学研究利用这类分子结构中的核心成分来抑制c-MET [24], [40]。对报道的X射线共晶结构的分析显示，与PDB条目4AP7（配体5）、4AOI（配体6）、3ZBX（配体8）和5EOB（配体15）相关的化合物都包含了核心P骨架。图12详细展示了这些化合物的核心P在c-MET激酶活性位点内形成的相互作用。总体而言，这些配体的双环核心采纳了与之前讨论的配体（尤其是配体3、4和9）类似的结合模式和相互作用方式。共同的接触点包括Tyr1230与核心P的芳香环之间的两个π–π堆叠相互作用、Ala1226的甲基侧链与三唑环之间的π–烷基相互作用、Asp1222的酰胺–NH–与三唑环的N1原子之间的关键主链氢键、Ala1221的侧链与核心P的环之间的两个π–烷基相互作用、Arg1208的主链羰基与核心P的C7位氢原子之间的碳相互作用，以及Met1211侧链与核心P的环之间的两个π–硫和π–烷基接触。在配体8（3ZBX）的结构中，还观察到了Asn1209的侧链羰基与核心P的C7位氢原子之间的额外碳（羰基–CH）相互作用；这种接触在其他三个共晶结构中并未出现。

3.2.4. 核心G的结合相互作用模式
[1,2,4]三唑[4,3-a]吡啶骨架（核心G）是另一个重要的含有氮原子的双环结构，在以往的研究中已被广泛用于开发针对c-MET的Ib类抑制剂[22], [23]。本节评估的抑制剂均限于具有可用靶标-配体共晶结构的含G核心的类似物，具体包括对应于PDB条目4XMO（配体11）、4XYF（配体12）、5EYC（配体13）和5EYD（配体14）的化合物。该系列的一个显著结构特征是骨架的C-8位置上有一个氟取代基。在[5,6]-双环含氮骨架的研究中，Humphries及其同事首次引入了8-氟咪唑[1,2-a]吡啶作为咪唑[1,2-a]吡啶的生物等价物，证明其是咪唑吡啶环的优良物理化学模拟物[41]。在c-MET抑制剂发现方面，Li及其同事首次应用了这种生物等价策略，他们用C–F键替换了N-8原子，旨在保留N-8原子的电学特性并保持双环芳香骨架的电子缺乏性质[30]。在随后的研究中，Peterson及其同事证明这种生物等价替换使c-MET的抑制效力提高了三倍以上。进一步的优化产生了关键的先导化合物，其相应的靶标-配体相互作用通过PDB代码4XMO和4XYF下的X射线共晶结构得到了阐明（见图13）[22]。Boezio等人在另一项相关研究中揭示了两种含有相同C8-氟取代基的高效核心G基抑制剂（配体13的IC50 = 3 nM（生化值），配体14的IC50 = 1 nM（生化值））的X射线共晶结构。这些结构是在未磷酸化的c-MET催化结构域中解析得到的，分别存放在PDB编号5EYC和5EYD下[23]。

图13. 在核心G的C-8位置引入氟原子后，Ib类c-MET激酶抑制剂的抑制活性显著增强，随后通过PDB编号4XMO（配体11）和4XYF（配体12）的X射线共晶结构确认了其结合模式。A：通过均相时间分辨荧光（HTRF）技术评估的c-MET激酶活性抑制；B：在PC3细胞中抑制HGF介导的c-MET磷酸化。

在这里，我们分析了配体11–14在c-MET活性位点中共享的8-氟G核心的详细X射线晶体学结合模式和相互作用特征。如图14所示，目标核心的结合模式在所有四个PDB代码中都是一致的，并且与之前描述的核心类似。这些相互作用包括Met1211参与的两个π–硫接触以及Tyr1230与G核心环之间的两个π–π堆叠相互作用。此外，Ala1221形成了两个π–烷基接触，而Ala1226与G核心的三唑环建立了一个π–烷基相互作用。在Asp1222与G核心中的三唑部分的N1原子之间观察到一个关键氢键。此外，G核心8位置的氟取代基参与了与Ala1221和Asn1209的主链羰基的两个氟介导的接触，以及与Asn1209的手性中心相连的氢原子的另一个接触。总体而言，这些相互作用定义了8-氟G核心在c-MET活性位点内的高度保守的结合模式。

4. Ib类c-MET抑制剂的药效团特征
药效团分析为识别实现靶点特异性生物活性所需的结构要求提供了宝贵的框架。根据IUPAC的定义，药效团包含了确保与生物靶点最佳超分子相互作用所需的基本立体和电子特征[42]。为了确定一个有效的生物靶点药效团，研究人员理想地将X射线共晶结构中的配体叠加到同一生物靶点的活性位点上。由于这些复合物直接以原子分辨率揭示了配体结合模式和关键的蛋白质-配体相互作用，因此它们提供了比仅通过计算方法推断的结合姿态更稳健的结构基础。将这种策略应用于Ib类c-MET抑制剂，并结合对活性位点物理化学环境的深入理解，有助于合理解释观察到的结构-活性关系，并指导更有效/选择性类似物的设计。通常，c-MET的ATP结合口袋呈现出一种独特的两亲性结构，其特征是空间分离的亲水性和疏水性微环境，能够容纳Ib类c-MET抑制剂。图15显示了最近批准的Ib类c-MET激酶抑制剂的X射线晶体学衍生的结合构象，包括savolitinib、bozitinib、capmatinib和glumetinib。尽管这些抑制剂的中心双环核心和取代基A、B有所不同，但它们在c-MET的ATP结合位点内呈现出大致相似的结合取向。在这些抑制剂中，取代基A延伸到一个更极性的环境中，从而实现了互补的亲水/疏水相互作用，而取代基B则延伸到一个明显的亲脂性亚口袋中，最大化了激酶深层非极性腔体内的疏水相互作用。

考虑到这些结构和物理化学背景，下一节将概述Ib类c-MET抑制剂的药效团特征，并探讨其关键结构基序如何赋予其与c-MET激酶结构域关键残基进行最佳相互作用的立体、电子和化学性质。鉴于这些分子的总体骨架主要由三个芳香部分（中心的[5,6]-双环核心以及外围的取代基A和B）组成，结合景观主要由π介导的相互作用定义，特别是π–烷基和π–π堆叠。因此，在分子设计过程中保持这三个不同区域的芳香特性对于确保最佳形状互补性和在相应亚口袋内的适合性至关重要。为了更好地分析结合决定因素，我们将基于X射线晶体学验证的配体-受体相互作用分为两类：一类是π介导的网络相互作用（由贯穿骨架和取代基的离域芳香系统驱动），另一类是直接的原子-原子相互作用（涉及配体的特定杂原子与c-MET激酶活性位点中关键残基之间的局部极性接触，如氢键和静电相互作用）。

4.1. π介导的药效团相互作用的阐明
如上所述，X射线晶体学研究表明，Ib类c-MET抑制剂的结合景观主要由π介导的相互作用控制。阐明这些相互作用对于表征高亲和力结合所必需的药效团特征至关重要。在这一结构中，Tyr1230残基起着核心作用，其平面酚类侧链同时与取代基A的芳香环和中心[5,6]-双环核心的两个环进行了三个强健的π–π堆叠相互作用。这些接触在所有发布的X射线结构中都一致存在，突显了它们对这些分子在c-MET活性位点内结构稳定性和结合亲和力的关键贡献。此外，一些结构还展示了Tyr1230和Asp1231的主链酰胺部分与取代基A的芳香环之间的酰胺–π堆叠相互作用。这种接触并非在所有可用的X射线结构中都一致观察到，表明它是一种构象依赖的辅助相互作用，而不是普遍保守的药效团特征。在结合口袋的另一侧，Asp1164侧链的羧酸基团与取代基A的芳香环之间的π–阴离子接触在所有可用的X射线结构中都是一致的。除了这些π介导的接触外，X射线晶体结构还揭示了一组反复出现的π–烷基相互作用。其中两个涉及Ala1221的甲基与双环核心的5-和6-元环之间的接触，第三个涉及Ala1226的甲基与中心双环骨架的5-元环之间的接触。这些接触进一步强调了疏水性互补性在稳定抑制剂在c-MET活性位点内的结合中的作用。

Met1211侧链是π介导识别的关键贡献者之一，同时与中心双环核心和取代基B的芳香部分建立了多个疏水和π-接触。从其几何结构来看，它的相互作用涉及可极化的硫原子和甲硫醇侧链的脂肪族碳原子，自动化交互作用分析工具通常根据构象变化将这类接触分类为π–烷基、π–硫或π–σ接触。双环核心的六元环主要与可极化的硫原子（π–硫接触）堆叠，而五元环和取代基B通过互补的π–烷基和π–硫相互作用适应灵活的脂肪族和硫原子。值得注意的是，将这些接触分类为不同的类型（π–烷基、π–硫和π–σ）是基于自动化分析工具（BIOVIA Discovery Studio Visualizer）应用的几何距离/角度阈值，该工具根据Met1211侧链最近原子与芳香环质心的相对位置进行标记。因此，晶体结构中微小的构象变化或侧链异构体的轻微差异会导致最近接触原子的变化，从而导致不同的接触分类。此外，位于c-MET活性位点亲脂性亚口袋内的Ile1084、Val1092和Ala1108的侧链与取代基B的芳香（单环或双环）部分进行了多个π-烷基相互作用。这些接触的数量和性质取决于取代基B骨架的拓扑结构。在取代基B包含双环系统的情况下，Ala1108始终与两个环建立了两个π-烷基接触，而Ile1084仅与远端环形成一个接触。Val1092表现出可变的结合行为，既可以与近端环发生单次相互作用，也可以与双环系统的两个环同时发生相互作用。此外，当取代基B包含一个6,6-融合的双环骨架（例如喹啉）时，Tyr1159的酚侧链通过π–π堆叠相互作用与远端环结合。虽然这种接触并不是在所有结构中都存在，但它是一个反复出现的稳定特征，在复合物3DKF、3CD8、3ZXZ、3ZBX、3ZC5、4XMO、5EYC、5EYD和5EOB中都有观察到。综上所述，X射线晶体学分析表明，Ib类c-MET激酶抑制剂在ATP结合口袋中的结合景观主要由复杂的π介导的相互作用网络控制，这些相互作用是高亲和力结合的关键药效团决定因素。这个复杂的网络由总共九个不同的氨基酸残基介导，包括Ile1084、Val1092、Ala1108、Tyr1159、Asp1164、Met1211、Ala1221、Ala1226和Tyr1230（图16）。这种结合架构的一个核心特征是Tyr1230和Met1211的关键作用，它们分别与抑制剂骨架的不同药效团区域发生多个π介导的相互作用。具体来说，Tyr1230与取代基A和中央[5,6]-双环核心形成了三个关键的π–π堆叠相互作用，对观察到的c-MET选择性有显著贡献。为了更好地阐明Ib类c-MET抑制剂的结构结合偏好，评估了所分析的晶体学复合物中π–π堆叠相互作用的几何参数（表2）。Tyr1230在激活环中的酚侧链作为一个主要的结构锚点，参与了一致的三个部分堆叠模式（相互作用1-3）。值得注意的是，相互作用2和3代表了高度保守的接触，具有紧密的平行位移几何结构，质心距离和层间角度的偏差很小（Rcc = 3.70 ± 0.10 ?, θ = 4.44 ± 2.24°，以及Rcc = 4.26 ± 0.09 ?, θ = 4.23 ± 2.30°）。相互作用1也涉及Tyr1230，但表现出稍大的几何分散（Rcc = 4.93 ± 0.26 ?, θ = 7.73 ± 4.60°）。相比之下，涉及Tyr1159的相互作用仅在一部分结构中存在（n = 11）。这种接触采用了独特的T形/边对面的取向，其特征是质心之间的距离较长（Rcc = 5.44 ± 0.22 ? [范围：5.16–5.99 ?）和较大的层间二面角（θ = 28.14 ± 5.65° [范围：15.66–34.46°]）。这些特征表明，虽然与Tyr1230的保守平行位移堆叠对于固定抑制剂核心是必要的，但与Tyr1159的辅助T形π–π堆叠相互作用为某些分子在ATP结合口袋内提供了额外的稳定性。

X射线晶体学分析揭示，Ib类c-MET激酶抑制剂在ATP结合口袋中的结合景观主要由复杂的π介导的相互作用网络控制，这些相互作用是高亲和力结合的关键药效团决定因素。这个复杂的网络由总共九个不同的氨基酸残基介导，包括Ile1084、Val1092、Ala1108、Tyr1159、Asp1164、Met1211、Ala1221、Ala1226和Tyr1230（图16）。这种结合架构的一个核心特征是Tyr1230和Met1211的关键作用，它们分别与抑制剂骨架的不同药效团区域发生多个π介导的相互作用。具体来说，Tyr1230与取代基A和中央[5,6]-双环核心形成了三个关键的π–π堆叠相互作用，对观察到的c-MET选择性有显著贡献。为了更好地阐明Ib类c-MET抑制剂的结构结合偏好，评估了所分析的晶体学复合物中π–π堆叠相互作用的几何参数（表2）。Tyr1230在激活环中的酚侧链作为一个主要的结构锚点，参与了一致的三个部分堆叠模式（相互作用1-3）。值得注意的是，相互作用2和3代表了高度保守的接触，具有紧密的平行位移几何结构，质心距离和层间角度的偏差很小（Rcc = 3.70 ± 0.10 ?, θ = 4.44 ± 2.24°，以及Rcc = 4.26 ± 0.09 ?, θ = 4.23 ± 2.30°）。相互作用1也涉及Tyr1230，但表现出稍大的几何分散（Rcc = 4.93 ± 0.26 ?, θ = 7.73 ± 4.60°）。相比之下，涉及Tyr1159的相互作用仅在一部分结构中存在（n = 11）。这种接触采用了独特的T形/边对面的取向，其特征是质心之间的距离较长（Rcc = 5.44 ± 0.22 ? [范围：5.16–5.99 ?）和较大的层间二面角（θ = 28.14 ± 5.65° [范围：15.66–34.46°]）。这些特征表明，虽然与Tyr1230的保守平行位移堆叠对于固定抑制剂核心是必要的，但与Tyr1159的辅助T形π–π堆叠相互作用为某些分子在ATP结合口袋内提供了额外的稳定性。

在临床实践中，Tyr1230突变的普遍性强调了这一结合区域的敏感性[43]，表明此类改变可能会破坏药效团框架[44]，这为为什么依赖这一特定锚点的c-MET抑制剂（特别是I类抑制剂）在临床环境中可能遇到疗效挑战提供了机制上的解释[44][45]。Asp1228是另一个与c-MET抑制剂临床耐药性相关的关键残基，因为先前的研究已经确定，该位置的改变会通过破坏药物结合来产生耐药性[46]。然而，在这里分析的共结晶c-MET-抑制剂复合物中，没有发现评价的配体与Asp1228之间的直接相互作用。尽管如此，Asp1228突变仍可能通过破坏活性“DFG-in”构象并引起ATP结合口袋内的间接立体或静电冲突来降低capmatinib类似物的疗效[47][48]。

在活性位点的另一侧，Met1211是靠近铰链区域的疏水槽中的一个关键残基，它诱导了I类c-MET激酶抑制剂特有的U形结合构象[49]。该残基同时通过π介导的接触与中央双环核心和取代基B相互作用，从而影响骨架在催化位点内的空间取向。因此，Met1211与Tyr1230协同作用，将配体固定在c-MET目标的ATP结合裂口中。

与广泛的π介导的相互作用网络（主要来自分布在整个配体骨架及其某些取代基上的离域芳香表面）不同，直接的极性药效团相互作用是由特定配体原子/杂原子与c-MET激酶活性位点内的可访问残基之间的空间定位的原子-原子接触定义的。这些相互作用主要包括氢键和静电接触，通常由位于配体结构上定义的药效团点的供体/受体原子形成。因此，它们提供了对配体识别的更具体的残基描述，补充了芳香和π相关接触的稳定作用。在X射线配体-c-MET复合物中，这些相互作用作为结合取向、铰链识别和活性位点固定的关键决定因素。与π介导的相互作用（可以通过芳香重叠容忍一定程度的位置灵活性）不同，原子-原子接触要求基于配体的氢键供体/受体或带电/极性中心与相应氨基酸残基之间的精确几何对齐。因此，映射这些相互作用可以提供有关c-MET激酶结构内药效团元素的有用见解。

对共结晶的c-MET-抑制剂复合物的结构分析表明，取代基A可以容纳化学多样性的基团。这些基团从简单的芳香基团（如未取代或对位取代的（-F，-CN）苯环）到杂芳香系统（包括甲基异噁唑、甲基吡唑和2-(1H-吡唑-1-基)乙烷-1-醇）不等。此外，一个脂肪族烷基-胺段也占据了这个区域，这一点通过PDB ID 3ZCL下沉积的复合物的X射线结构得到了验证。结构阐明表明，当取代基A由未取代的苯环或3-甲基异噁唑基团表示时，这些片段与活性位点残基没有直接的原子-原子药效团接触。相反，当苯环的对位引入高电负性的氟时，会促进直接的极性接触，特别是与Asn1167的羧酰胺侧链建立传统的氢键，或与Asp1164的羧酸侧链形成氟-残基相互作用。同样，当在这个位置存在氰基时（如PDB: 4AOI所示），它参与针对Asp1164残基的羧基的电荷-电荷相互作用。当甲基吡唑或2-(1H-吡唑-1-基)乙烷-1-醇基团占据位置A时，它们根据具体复合物的不同形成不同数量的碳-氢（C–H?O）键。这些极性接触发生在配体的碳束缚氢与Arg1208和Tyr1230的骨架羰基之间，以及Asp1164的羧酸侧链之间。总之，取代基A的结构多样性和其可变的极性相互作用谱表明，c-MET活性位点的这一区域不需要单一的、保守的原子-原子药效团锚点。相反，它代表了一个结构上宽容的口袋，能够容纳不同的静电和空间基团，其中配体的稳定主要由互补的π介导的网络（特别是由Tyr1230和Asp1164残基引起的π–π堆叠和π–阴离子接触）驱动，以补偿缺乏强制性的直接极性接触。

在Ib类c-MET激酶抑制剂的共结晶结构中，取代基B在第一代配体（PDB ID 3CCN和4AP7）中最初由一个简单的对位酚基团表示。在这些情况下，羟基与Met1160的骨架N?H之间建立了不利的供体-受体冲突，因为带电的、具有静电排斥性的基团（O?H?H?N）相邻。在后续的 lead 优化中，这个基团演变为含有氮的双环杂芳香成分（如喹啉、1,5-萘啶等），这显著提高了抑制效力。这些较大的基团可以在激酶铰链区域内建立广泛的相互作用。具体来说，未质子化的氮原子（如喹啉中的氮）具有可用的孤对电子，可作为氢键受体，与Met1160的骨架N?H形成有效的氢键。相反，质子化的或类似吡咯的氮原子（如1H-吡咯[2,3-b]吡啶中的N1?H；PDB ID 4AOI）可能会复制不利的供体-受体冲突，这突显了保持这一特定杂环位置未质子化和受体准备状态的必要性。值得注意的是，Met1160在活性位点中的取向使得双环基团中的氮原子能够与其骨架N?H基团形成氢键，无论氮是在近端环还是远端环。在大多数共结晶配体中，这个基团是喹啉，相应的氢键涉及远端环中的氮原子。另一个值得注意的特点是，与环氮相邻的C–H键适当地朝向Met1160的骨架羰基氧，从而形成次级的氢-碳（C–H···O）相互作用。尽管这种相互作用比传统的氢键弱且更依赖于几何结构，但它可以进一步稳定配体-蛋白复合物，并帮助维持双环基团在活性位点中的首选取向。

关于取代基B中的连接子，早期的抑制剂通常使用含有氧或氮的两原子杂连接子，而优化的下一代同类物则使用更紧凑的单原子连接子（例如capmatinib、savolitinib、bozitinib、AMG337、PF-04254644等）。在这个位置引入小取代基（尤其是甲基或氟基）会创建一个手性中心。共结晶结构的分析表明，甲基取代基经常与Ala1226、Lys1110、Leu1157和Val1092残基的脂肪族侧链同时发生三到四个烷基相互作用。这种协同的疏水接触网络对稳定配体在活性位点内的构象很有影响。当在这个立体中心存在氟时，它会与Tyr1230侧链的酚羟基形成氢键。甲基取代基引入了一个空间受限的疏水特征，与Ala1226、Lys1110、Leu1157和Val1092相互作用，而氟取代基可能与Tyr1230形成额外的定向极性接触。对可用X射线结构的分析识别出由双环核心形成的两个关键的原子-原子极性相互作用（图17）。Ib类c-MET激酶抑制剂中最独特的药效团相互作用是Asp1222的骨架–NH–与中央双环核心的五个成员环中的一个氮原子之间的强氢键，该氮原子与取代基B处于1,3-关系（通常对应于双环骨架的位置1）。尽管这种相互作用在含有适当H键受体的共结晶结构中高度保守，但其发生从根本上取决于骨架结构，并且取决于氮原子与取代基B处于1,3-关系。如图8B所示，含有适当定位氮的双环核心容易与Asp1222形成这种氢键（核心A、D、G、H、I、L、M和O），而缺乏这种杂原子的骨架（核心C、E和N）在结构上无法形成这种接触。

关于取代基B中的连接子，早期的抑制剂通常使用含有氧或氮的两原子杂连接子，而优化的下一代类似物则使用更紧凑的单原子连接子（例如capmatinib、savolitinib、bozitinib、AMG337、PF-0425464等）。在这个位置引入小取代基（尤其是甲基或氟基）会创建一个手性中心。共结晶结构的分析表明，甲基取代基经常与Ala1226、Lys1110、Leu1157和Val1092残基的脂肪族侧链同时发生三到四个烷基相互作用。这种协同的疏水接触网络对于稳定配体在活性位点内的构象很有影响。当氟在这个立体中心存在时，它会与Tyr1230侧链的酚羟基形成氢键。甲基取代基引入了一个空间受限的疏水特征，与Ala1226、Lys1110、Leu1157和Val1092相互作用，而氟取代基可能与Tyr1230形成额外的定向极性接触。对可用X射线结构的分析识别出由双环核心形成的两个关键的原子-原子极性相互作用（图17）。Ib类c-MET激酶抑制剂中最独特的药效团相互作用是Asp1222的骨架–NH–与中央双环核心的五个成员环中的一个氮原子之间的强氢键，该氮原子与取代基B处于1,3-关系（通常对应于双环骨架的位置1）。尽管这种相互作用在含有适当H键受体的共结晶结构中高度保守，但其发生本质上取决于骨架结构，并且取决于氮原子与取代基B处于1,3-关系。如图8B所示，含有适当定位氮的双环核心容易与Asp1222形成这种氢键（核心A、D、G、H、I、L、M和O），而缺乏这种杂原子的骨架（核心C、E和N）在结构上无法形成这种接触。该模型突出了Asp1222的骨架-NH–与中央五元双环核心的一个环氮原子之间的关键相互作用（该氮原子与取代基B处于1,3-关系），以及涉及Met1160的铰链区域氢键的相互作用，这种氢键是由取代基B的芳香部分的氮原子和Met1160的骨架-NH–建立的。在双环核心中观察到的另一个直接的极性相互作用是六元环内一个电子激活的C–H基团与Arg1208的骨架羰基氧之间的定向C?H?O接触（图18A）。在[5,6]-双环含氮核心中，将一个环氮原子引入取代基A的位点似乎提供了一个明显的电子优势。具体来说，核心P和K中的N8和N6原子分别吸引了电子密度，从而增强了相邻的C7–H和C5–H键的极化/酸性。这种电子激活使得相应的C–H基团能够作为弱的氢键供体与Arg1208的骨架羰基氧相互作用，在c-MET结合口袋内形成定向的C?H?O相互作用。这种相互作用在具有PDB IDs 4AP7、4AOI、3ZBX、5EOB、3ZXZ和6SDE的相应共晶结构中被观察到。然而，由于这种相互作用依赖于双环骨架六元环部分中环氮原子的存在和精确位置，因此应将其视为一种依赖于骨架或特定于核心的极性相互作用，而不是这类抑制剂所有成员共有的普遍药效团特征。在缺乏N7的核心（例如核心I）中，这种接触不存在，表明适当位置的环氮原子是与Arg1208骨架有效结合的重要结构决定因素（图18B）。对仅通过在[5,6]-双环核心上存在或不存在上述环氮原子而在结构上有所不同的抑制剂进行分析，发现c-MET抑制活性存在显著趋势。如图18C所示，含有N7的衍生物表现出比缺乏氮的原形高出许多的活性。这一观察结果强调了Arg1208的骨架羰基与由所述环氮原子激活的C–H基团之间的额外C–H···O相互作用的关键作用。

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图18. Ib类c-MET抑制剂的示意图，这些抑制剂在取代基A附近具有活性/非活性C–H基团；A：根据X射线分析，包含核心P和K的分子中，与取代基A相邻的环C–H键通过相邻的环氮原子（位于取代基A的位点meta）被电子激活，从而与Arg1208的骨架羰基形成定向的C–H···O相互作用。相反，在缺乏氮的原形分子I中（相应位置缺少氮原子），这种相互作用不存在。B：根据取代基A附近是否具有活性C–H基团，对c-MET抑制剂结构中含氮[5,6]-双环核心进行分类。C：比较仅在N-7位置上结构不同的含N-7和缺N-7的类似物，结果表明N-7的存在显著增强了c-MET的抑制活性。

表3总结了某些Ib类c-MET激酶抑制剂（配体6-9和11-16）与活性位点残基（Arg1208、Asp1222和Met1160）之间关键的传统氢键和碳-氢键的几何参数，这些数据来自晶体学复合体。这些指标阐明了传统氢键和依赖于骨架的C–H···O相互作用对总体结合能的不同贡献。如表所示，作为双环骨架的主要锚点的强传统氢键是由Met1160和Asp1222的骨架-NH–基团介导的。这些接触显示出较高的几何规律性，平均距离分别为1.96 ± 0.05 ?（角度：159.88 ± 2.94°）和2.14 ± 0.12 ?（角度：143.31 ± 3.45°），表明它们在活性位点定位中的重要作用。相比之下，辅助的碳-氢键（C–H···O）相互作用则由于杂环碳原子的电子激活而表现出更大的几何变化，反映了它们对特定骨架结构的敏感性。与Arg1208侧链的C–H···O接触的平均距离为2.20 ± 0.07 ?（角度：157.48 ± 4.53°），而与Met1160骨架羰基的相互作用平均距离为2.79 ± 0.18 ?（角度：111.46 ± 4.63°）。这些参数表明，虽然传统氢键提供了c-MET抑制活性所必需的保守极性接触，但次级的碳-氢键作为辅助因素在优化结合模式中起作用。

表3. 某些Ib类c-MET激酶抑制剂与活性位点残基（Arg1208、Asp1222和Met1160）之间关键的传统/碳氢键的几何参数（距离和角度），数据来自晶体学复合体。

配体 PDB ID Arg1208 Asp1222 Met1160 Met1160
相互作用1 A 相互作用2 A 相互作用3 相互作用4
H···O距离（?） C-H···O角度（°） H···N距离（?） N-H···N角度（°） H···N距离（?） N-H···N角度（°） H···O距离（?） C-H···O角度（°）
64AOI 2.29 153.84 2.08 141.58 2.00 157.17 3.08 118.76
73ZXZ 2.17 157.26 2.08 140.02 1.90 163.23 2.63 113.73
83ZBX 2.11 152.54 1.96 142.19 1.96 156.37 2.55 117.14
93ZC 2.19 155.42 2.05 144.89 2.00 159.56 2.63 115.03 114
XMO-- 2.21 147.24 1.94 162.74 2.79 106.95 124
XYF-- 2.29 141.94 1.97 160.30 2.81 107.11 135
EYC-- 2.30 140.20 2.04 160.04 2.80 110.01 145
EYD-- 2.33 143.72 1.98 162.50 2.71 109.07 155
EOB 2.14 161.97 2.05 140.60 1.95 162.16 2.78 111.84
166SDE 2.11 163.85 2.06 150.74 1.87 154.74 3.08 104.99
平均值 B 2.20 ± 0.07 157.48 ± 4.53 2.14 ± 0.12 143.31 ± 3.45 1.96 ± 0.05 159.88 ± 2.94 2.79 ± 0.18 111.46 ± 4.63

A：传统氢键（相互作用2和3）涉及Asp1222和Met1160的骨架-NH–基团。观察到的C–H···O相互作用（碳-氢键，相互作用1和4）来源于抑制剂中的杂环氮原子附近的C–H基团，这些基团分别作为Arg1208侧链羧基和Met1160骨架羰基的供体；B：底部行的数值代表平均值±标准偏差（SD）。

5. 结论
如文中所述，具有融合含氮[5,6}-双环核心的Ib类c-MET激酶抑制剂是一类在过去二十年里出现的有前景的小分子抗癌剂。这些分子的X射线晶体学分析表明，它们的结合模式主要由π介导的药效团相互作用控制，这些相互作用在稳定配体在ATP结合位点中的作用似乎比直接的极性接触更为决定性。在这些相互作用中，Tyr1230和Met1211是最有影响力的残基，它们同时与抑制剂骨架的多个区域发生作用。Tyr1230通过一个保守的π堆叠平台与中央双环核心和取代基A相互作用，而Met1211则介导了与中央双环核心和取代基B的互补的π-硫、π-烷基和π-σ相互作用。总体而言，这些接触定义了结合姿势，并代表了高亲和力识别的主要药效团决定因素。相比之下，直接的极性药效团相互作用在锚定和定向骨架方面起着更选择性的作用，但仍至关重要。在所有可用的结构中一致观察到两个特别重要的氢键：一个是Asp1222的骨架N–H基团与中央双环核心的一个环氮原子之间的相互作用，另一个是Met1160的骨架N–H基团与取代基B中的受体氮原子在铰链区域之间的相互作用。这些极性接触施加了关键的定向约束，促进了有效的配体对齐，从而成为结合模式中的关键锚定相互作用。因此，Ib类c-MET抑制剂的药效团结构最好理解为以π为中心的相互作用网络，辅以少量保守的极性接触，以增强结合特异性和几何精度。通过建立基于晶体学的结构框架，本综述还为未来旨在筛选和优先评估新型虚拟Ib类c-MET激酶抑制剂类似物的计算工作提供了验证平台。

利益冲突
本文没有利益冲突。

软件和方法
本文中呈现的所有图表都是使用PerkinElmer ChemDraw Professional 16.0.0.82（68）手动绘制的，除非图15是使用PerkinElmer ChemDraw Professional和BIOVIA Discovery Studio的组合方法准备的。从RCSB Protein Data Bank（PDB）检索了与人c-MET激酶结合的Ib类抑制剂的所有可用X射线晶体学复合体，没有设定任意分辨率上限，因为所有符合条件的结构都自然显示了从1.13到2.49 ?的高至良好的晶体学分辨率。此外，确认了所有共结晶配体和关键活性位点残基在所有评估复合体中的完全晶体学原子占据（占据=1.00）。由于Ib类抑制剂选择性地靶向c-MET的ATP结合口袋而不使激活环DFG基序转变为典型的非活化状态，因此确认所有分析的结构都采用DFG构象。使用BIOVIA Discovery Studio Visualizer（v19.1.0.18287；BIOVIA，Dassault Systèmes，San Diego，CA，美国）分析了共结晶配体和关键结合位点残基之间的分子间相互作用。非共价接触的几何标准遵循以下参数：（i）传统氢键由供体-受体距离≤ 3.4 ?（H···受体 ≤ 2.5 ?）和供体–H···受体角度≥ 120°定义；（ii）π–π堆叠接触在环质心到质心距离≤ 4.5 ?且平面间角度< 30°（平行/面对面）或60°–90°（T形/边缘对边缘）时分配；（iii）弱碳-供体氢键（C–H···O）通过供体-受体重原子距离≤ 3.8 ?（H···O距离≤ 2.7 ?）和C–H ? O角度≥ 100°来识别。

数据可用性声明
本文不涉及数据共享。

人工智能（AI）使用声明
在本文的概念、研究设计、数据获取、分析或解释，或图形的生成和编辑过程中没有使用任何AI工具。ChatGPT（OpenAI）仅用于提高某些句子的可读性和语法清晰度。

资助
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