丝裂原活化蛋白激酶激酶激酶激酶4(MAP4K4/HGK)是JNK/p38应激信号轴的已验证上游激活因子,该信号轴与心脏缺血再灌注损伤(IRI)、炎症性疾病和癌症相关。尽管具有重要的治疗意义,但目前尚无MAP4K4抑制剂进入临床应用,部分原因在于现有先导化合物骨架的水溶性差。我们报道了一种源自强效但难溶母体化合物DMX-5804的嘧啶衍生物的设计、合成及构效关系研究。对A环、B环和C环的系统性探索确立了三条核心SAR规则:(i) A环上的供电子取代基是实现与铰链区静电互补所必需的;(ii) B环上的苯环芳香性和平面性对于与Tyr36形成π-π堆积不可或缺;(iii) C环上的环内-CONH-连接基是与Cys108和Glu106形成铰链氢键供体的不可妥协的结构要素。B环的饱和化或环内-CONH-连接基的环外氨基取代在这两种情况下均消除了活性,这与MAP4K4晶体结构的分子对接结果一致。为解决母体骨架的溶解性缺陷,采用糖基化修饰作为正交策略,对A环的酚羟基位置进行糖基化修饰。葡萄糖偶联物Glu2Py(IC50 = 11.4 nM;K? = 5.7 nM)和核糖呋喃糖类似物Ribo-7A(IC50 = 9.68 nM;K? = 4.8 nM)在保持亚12 nM活性的同时实现了高达1250 μg/mL的完全水溶性,经动力学浊度测定法证实。分子对接显示,Glu2Py独特地在葡萄糖C2-OH与Asp115之间形成了一条补充氢键,其MM-GBSA结合自由能等于或超过了共结晶参考配体。Glu2Py被提名为最优先导化合物,兼具亚12 nM的MAP4K4活性、完全的水溶性和明确的结合模式,为进一步优化提供了合理的基础。