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大家好，本周推荐一篇发表在Nature chemical biology上的文章Selective and reversible modification of kinase cysteines with chlorofluoroacetamides，通讯作者是来自九州大学的Akio Ojida教授，他们组主要致力于化学生物学，药物化学和有机化学方向的研究。 通过形成共价键对蛋白质进行不可逆地功能抑制，与可逆抑制相比，具有药效增强，作用时间更长等诸多益处。虽然有一些与其他生物分子的脱靶反应产生的药物副作用，目前有很多不可逆酶抑制剂已经广泛用于疾病，特别是癌症治疗中。例如，afatinib和osimertinib是用于治疗非小细胞肺癌的代表性共价小分子抑制剂（TCI），他们主要通过小分子与ATP结合口袋中的非催化半胱氨酸（Cys797）形成共价键从而不可逆地抑制EGFR的激酶活性，这种抑制剂克服了常规可逆抑制剂解决不了的具有T790M突变EGFR的抗性问题。 影响TCI的靶特异性的关键因素是共价反应基团的反应性。在理想状况下，反应基团应满足（1）中等至弱的反应性，用于特异性地修饰靶蛋白的非催化氨基酸;（2）在生理条件下具有稳定性;（3）尽可能消除与非目标生物分子的脱靶反应。而目前开发的大多数获批的蛋白激酶TCI使用丙烯酰胺（迈克尔受体）作为反应与非催化半胱氨酸形成共价键。然而，最近的一些关于蛋白激酶TCI的化学蛋白质组学研究表明，这些基于丙烯酰胺的激酶抑制剂在亚微摩到微摩级别就已经有脱靶蛋白的标记。这种情况造成的毒性，使得在开发中评估药物特征变得复杂进一步限制了癌症治疗中共价药物的使用。而由于α-卤代乙酰胺基团具有反应性可调节（取决于卤素种类）以及分子结构较小（蛋白质 - 药物相互作用的干扰小）等优点，是比较理想的反应基团。作者首先使用基于肽的荧光测定方法以及基于质谱的方法评估了一系列α-卤代乙酰胺衍生物的反应性，发现反应活性Cl-(t1/2=0.04h)>ClF-(t1/2=4.4h)>F-(t1/2 =42h)≈ClF2-(t1/2>34.9h),作者进一步认为α-氯氟乙酰胺（CFA）是活性适中的，比较理想的反应基团。 进一步作者利用这个基团，基于阿法替尼的结构，设计合成了带有CFA和炔基的探针，以及一些基于迈克尔受体的类似物的探针。发现基于CFA的探针31具有最好的选择性标记EGFR的能力，并进一步利用SILAC技术定量确证。作者意外发现CFA-巯基的偶联物可以在中性条件下逐渐被水解生成游离的巯基，而进一步发现由于ATP结合口袋隔离溶剂使得CFA和Cys797的结合免于被水解，而其他溶剂可及的结合将会逐渐被水解再次生成游离的巯基。 作者也在胶上对基于CFA和迈克尔受体探针进行了比较，CFA探针中EGFR与总信号强度的比逐渐升高，而迈克尔受体保持不变。 进一步他们又对CFA探针进行进一步的结构优化得到化合物NS-062，小分子与阿法替尼有相当的抗肿瘤活性，且对小鼠造成的损失比阿法替尼小。 最后作者将CFA的反应基团应用于BTK激酶抑制剂中，发现具有相当抑制BTK自磷酸化活性的效力，且基于CFA抑制剂具有更长的停留时间。 总之，作者发展了α-氯氟乙酰胺（CFA）的比较理想的反应基团，可以对其靶蛋白进行特定地修饰，并将其用于抑制EGFR和BTK的激酶活性的效用中。 原文作者：YF |
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