“强支点占据–杠杆干扰”PPI先导化合物开发新策略

    中国科学院上海药物研究所提出“强支点占据–杠杆干扰”（Fulcrum Occupancy–Leverage Perturbation，FOLP）的蛋白–蛋白相互作用（protein-protein interaction，PPI）先导化合物设计策略，将已知高亲和力片段作为“支点（Fulcrum）”稳固锚定正构口袋，再利用分子模拟技术设计“杠杆（Leverage）”伸入邻近的互作界面处潜在变构口袋，扰动互作界面，快速获得高活性PPI抑制剂。从而实现撬动PPI，最终破坏PPI的目的。

      PPI广泛参与多种疾病的发生、发展、恶化及迁移的各个过程，与传统药物靶标相比，PPI界面具有开放性、动态性、广泛性等特点。研究针对PPI抑制剂设计耗时低效、难以快速获得高活性先导化合物的问题，提出FOLP新策略并以CDK2-Cyclin A2为模型完成其概念验证。

      首先，通过分子动力学模拟和基于深度学习的口袋发现工具PocketMiner，确定CDK2的A-loop位置存在潜在的变构口袋。进而，以泛CDK抑制剂AT7519为“支点”往A-loop口袋延伸杠杆，快速合成并筛选出nM级PPI抑制剂LC-K2CAin-3（IC50 = 32.1 nM）。X射线衍射复合物晶体结构和氢氘交换质谱数据证实该化合物可稳定A-loop，将CDK2锁定在不利于与Cyclin A2结合的构象，从而瓦解其蛋白–蛋白相互作用。最终，LC-K2CAin-3在CDK2高表达的黑色素瘤细胞中通过选择性破坏CDK2与Cyclin A2相互作用，进而诱导G2/M期阻滞与细胞凋亡，确证其具备抗肿瘤的潜力。

      该策略不仅可为PPI领域研究提供新概念和方法，该工作流程和理论依据也将有助于针对其它PPI调控剂的未来开发。（信息来源：中国科学院上海药物研究所）