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[药物设计] 方兴未艾之时的不可逆蛋白激酶抑制剂

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 楼主| 发表于 2012-11-7 17:54:02 | 显示全部楼层

Neratinib在非小细胞肺癌的二期临床也因为剂量依赖毒性终止,不过转而做乳腺癌,现在处于三期。目前最有期望的是Afatinib。
 楼主| 发表于 2012-11-7 18:12:02 | 显示全部楼层
本帖最后由 中科院-石头 于 2012-11-7 18:42 编辑
SYPHU_me 发表于 2012-11-7 14:10
石头,下面这个几个问题,请教一下嘿嘿!
1. 只有Lys、Cys是不可逆抑制剂结合的靶标吗?就Lys而言,从作用 ...

1. 根据文献的原话“To our knowledge, there are no reports to date that describe covalent kinase inhibitors that adduct other amino acid residues, such as serine or threonine."目前只有Lys和Cys。Lys结构特点是具有一个柔性脂肪链连接的氨基,脂肪胺的亲核性比较高。此外,并不是所有具有不饱和酮的化合物都能和蛋白中的Cys反应,也要看分子与蛋白的匹配性。一般,针对GSH谷胱甘肽,谈及的更多是,它与不可逆小分子之间的反应,从而引发的毒性或代谢问题。
2. 理论上是可以的。
3. 验证不可逆机制的方法有生物质谱,点突变和晶体解析。但是,早期可以通过简单的激酶活性测试来初步判断。通常我们测试激酶活性,是先将小分子抑制剂、激酶、底物孵化一段时间,再加入ATP进行1.5小时的反应,根据底物荧光共振的变化来确定IC50,但是不可逆抑制剂的IC50,随孵化时间增加而降低,而可逆抑制剂的IC50并不明显受孵化时间影响。
4. PO低,对药物的成效性是很大的影响,口服是最简单安全的给药方式,如果,通过静脉注射、舌下含服、直肠给药等等方式,都会带来一定开发难度,进一步开发的价值将大大受限。因此,需要从具体的PK数据来分析口服吸收低的原因,可以围绕着溶解性、穿透性、代谢稳定性来对抑制剂进行结构改造。
 楼主| 发表于 2012-11-7 18:26:41 | 显示全部楼层
本帖最后由 中科院-石头 于 2012-11-7 18:44 编辑
SYPHU_me 发表于 2012-11-7 14:13
如果是共价相互作用,就没有弱作用了,是不?为什么不能同时存在呢?

两类作用同时存在的。不可逆抑制剂是基于可逆抑制剂的前提额外增加的一个更强的结合键,共价键得以形成,必须首先依靠它与蛋白之间的弱作用力进行结合,这是可逆的过程,然后再形成共价键。我回复狼哥的帖子,是想表达如果引入的warhead片段周围没有Cys存在,那么这个warhead岂不多余,在已经做过SAR得到的分子上平白引入一个片段,通常还是会降低活性的。
 楼主| 发表于 2012-11-7 18:27:58 | 显示全部楼层
本帖最后由 中科院-石头 于 2012-11-7 18:45 编辑
SYPHU_me 发表于 2012-11-7 16:04
还有就是,一般形成共价键的可接受距离范围是多少,看了一下FIIN-1那个是2.9。
另外,假如我想找CYS在hinge ...

1. 这里我也给不出形成共价键的范围,但是,只要多测量几个晶体中的不可逆抑制剂的共价键,应该会得到一个大概的范围。
2. CYS在hinge区我所知道有 Group3F (帖子图2):EGFR,erbB2, erbB4, Bmx, Btk, Itk, TEC, Txk, Blk, JAK3这个十个。hinge区其他位置有Cys的还有b-Raf,但是,这些Cys靠近hinge区的氢键供(受)体处,如果针对此处引入共价键作用,是不是会破坏最重要的hinge氢键,而失去活性也是需要考虑的。
发表于 2012-11-8 09:43:46 | 显示全部楼层
中科院-石头 发表于 2012-11-7 18:27
1. 这里我也给不出形成共价键的范围,但是,只要多测量几个晶体中的不可逆抑制剂的共价键,应该会得到一个 ...

并不是所有的潜效化合物都会与HINGE区的某个或更多的AA形成氢键吧,如果是其它位置有弱作用了,在此基础上,HINGE的CYS刚好在位置或其它方面满足这种共价作用,理论上讲是可以的吧?
你觉得呢?
难道说所有的激酶抑制剂都和HINGE区有氢键作用,没统计过这个?你有关注过嘛?

另外就是,我还是不会看,怎么看CYS在什么位置然后能找出它相对应的不同激酶555。在这些激酶中,可能又由于位置等不匹配会剔除一些激酶,这样又是一个选择性的提高,对吧。

顺便说声,这个帖子太棒了,必须再赞一个哈哈!
 楼主| 发表于 2012-11-8 13:55:28 | 显示全部楼层
SYPHU_me 发表于 2012-11-8 09:43
并不是所有的潜效化合物都会与HINGE区的某个或更多的AA形成氢键吧,如果是其它位置有弱作用了,在此基础 ...

1. 理论上是可以的,目前还没有见过这方面的抑制剂出现,如果能得到,至少在学术角度上是个好工作。
2. 至于hinge区氢键是否必要,我也不敢说全部都得需要,但是,至少目前上市的14个激酶抑制剂都有相应的片段与hinge区能够形成氢键。或者说,按照这种模式设计,风险会小些。
3. 虽然回复过你,但是为了其他朋友能了解,还是再说下。将蛋白序列比对一下,在hinge区相应的氨基酸序列寻找CYS就可以,而且这个工作已经有不少人做过,得出的结论是在hinge区末端有CYS的就那十种蛋白。
发表于 2012-11-9 12:11:35 | 显示全部楼层
中科院-石头 发表于 2012-11-7 18:12
1. 根据文献的原话“To our knowledge, there are no reports to date that describe covalent kinase inh ...

石头兄,文献说的目前只有Lys和Cys那是针对激酶抑制剂来说的。小分子与蛋白形成共价键还可以有其他氨基酸残基,比如-CN(氰基)与Ser(苏氨酸残基),例子是DPP4不可逆性抑制剂。我个人认为,共价键药物针对癌症方面的治疗有其特殊的意义,但针对慢性疾病,如心血管疾病,需要长期服用的需要谨慎。另外一个列子就是利福平,它是目前为止治疗肺结核,完全清除活跃期和静止期最为有效的药物,它与细菌的RNA聚合酶形成共价键结合。但它的副作用也很明显,因此从是否设计共价键药物来看,要把握一个平衡(疗效和安全性之间的平衡)。这个就像郭宗儒老先生说的,开发环氧化酶抑制剂时采用的适当抑制而非完全抑制的思路有异曲同工之妙。
发表于 2012-11-9 12:21:19 | 显示全部楼层
SYPHU_me 发表于 2012-11-8 09:43
并不是所有的潜效化合物都会与HINGE区的某个或更多的AA形成氢键吧,如果是其它位置有弱作用了,在此基础 ...

对于是否所有潜在有效化合物都会与铰链区(Hinge region)形成一个或者更多氢键,从我做的现有激酶抑制剂的初步统计来看,答案是:至少存在一个氢键,并且此一个氢键必须是N原子受体与Met的主链NH形成的;如果是氧原子,则必须要与Met主链形成两个氢键,一个是配体接收氢,一个是配体提供氢。除此两种模式外,活性均不好。
PS:生物体中的N原子视乎还有生物识别的作用!在某些情况下是不能用生物电子等排体O,S等替换的。这可能是一个生物的潜规则,可以解释为什么DNA,ATP等都由N而非氧来形成重要氢键,从而启动生物功能。
发表于 2012-11-9 12:37:29 | 显示全部楼层
川大-灰太狼 发表于 2012-11-9 12:21
对于是否所有潜在有效化合物都会与铰链区(Hinge region)形成一个或者更多氢键,从我做的现有激酶抑制 ...

PS那个有点意思哈!
这里的Met是指什么,methionine吗?还是其它的什么?
发表于 2012-11-9 12:52:49 | 显示全部楼层
SYPHU_me 发表于 2012-11-9 12:37
PS那个有点意思哈!
这里的Met是指什么,methionine吗?还是其它的什么?

甲硫氨酸(Met)
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