| 导 读
2019年7月15日, 中国药科大学尤启冬课题组、姜正羽课题组在Journal of Medicinal Chemistry (IF: 6.259) 杂志上，发表题为“Discovery of a Potent Kelch-likeECH-Associated Protein 1Nuclear Factor Erythroid 2-Related Factor 2(Keap1-Nrf2) ProteinProtein Interaction Inhibitor with Natural ProlineStructure as a Cytoprotective Agent against Acetaminophen- inducedHepatotoxicity”的研究论文，研究人员发现了一个强的Keap1-Nrf2蛋白相互作用抑制剂，IC50达到43 nM, 在细胞和体内模型中，该抑制剂通过活化Nrf2，显著调节了细胞保护反应和对抗对乙酰氨基酚诱导的肝损伤。
原文地址：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jmedchem.9b00818
| 内 容
人体经常暴露于来自于内源性和外源性各种活性氧化剂和亲电剂中，此时，将会发生一系列反应性损伤，不仅包括直接损伤核酸、蛋白质和脂质在内的生物大分子，而且还会引起有害的氧化应激。然而，适量的活性氧（ROS）和活性氮（RNS）在信号传导中是必不可少的。因此，一个微调的抗氧化系统对人体至关重要。
转录因子Nrf2是细胞保护系统的关键调节因子，提高Nrf2活性可以保护细胞免受各种损伤和威胁。直接破坏Keap1-Nrf2蛋白质的相互作用，被认为是激活Nrf2的一种有前景的方法。
近日，中国药科大学尤启冬课题组、姜正羽课题组首次报道了采用氨基酸作为设计有效的KEAP1-Nrf2抑制剂的取代基，研究者综合构效关系分析结果最终确定Pro为首选取代物，在竞争荧光极化分析中获得IC50为43nM的高效抑制剂35，在恒温滴定量热法分析中，Keap1蛋白的Kd值为53.7 nM。在体外和细胞内，化合物35表现出紧密的和较长的Keap1结合，在细胞和体内模型中，用35活化的Nrf2调节细胞保护反应和对抗对乙酰氨基酚诱导的肝损伤。
图1.化合物35（图片来源于JMC期刊）
这项工作意义重大，不仅为进一步探讨Keap1-Nrf2抑制的治疗潜力提供了有用的研究数据，而且还丰富了Keap1-Nrf2抑制剂的化学结构多样性。
图2.以Keap1-Nrf2PPI界面为靶点的代表性的有效小分子（图片来源于JMC期刊）
（a）基于Keap1−Nrf2等位复合物（PDB代码1X2R）的Keap1底物结合腔子槽分析（b）Keap1-Nrf2等基序的关键极性残基相互作用（PDB代码1X2R）（c）具有纳米摩尔效力的具有代表性的有效Keap1-Nrf2抑制剂（d）具有对称化学结构的3的结合模式（PDB代码4xMB）（e）基于片段的线索发现过程（PDB代码5FNU）设计的4个绑定模式。
总结：中国药科大学尤启冬课题组、姜正羽课题组报道了天然氨基酸作为Keap1结合的首选片段，并发现了一种有效且低分子量的Keap1-Nrf2抑制剂，该抑制剂含有Pro结构。对先前报道的有效Keap1-Nrf2抑制剂的分析揭示了天然α-氨基酸占据Keap1极性口袋的可能性。在萘磺酰胺骨架中加入α氨基酸取代基，得到了一系列具有不同化学结构的抑制剂。
构效关系研究发现Pro和Phe是两个首选的取代基，脯氨酸衍生化合物35在体外和细胞内均与keap1蛋白紧密结合，在细胞分析中表现出强的Nrf2活化作用，以及对抗对乙酰氨基酚（N-乙酰对氨基酚[APAP]）诱导的肝损伤作用。该研究不仅获得了一种有效Keap1-Nrf2抑制剂，而且显示了该Keap1-Nrf2抑制剂对APAP所致肝损伤的治疗潜力，化合物35是有望成为一种新的治疗肝损伤的潜在候选药。
附录：化合物合成路线
Scheme1. 目标化合物5-14，17-22，25-30，33，34的合成（图片来于JMC期刊）
(a) t-BuOOH, KOH, DMSO, r.t. 4 h; Na2S2O3,r.t. 1 h, yield 73%; (b) Tf2O, Et3N, DCM, r.t. 2 h, yield 56%; (c) Pd2(dba)3, (±)-BINAP, Cs2CO3,DIPEA, dioxane, 100℃, 20 h, yield 43-79%; (d) H2, Pd/C, THF, r.t.4-6 h; (e) 4methoxybenzenesulfonyl chloride, pyridine, THF, 70℃, 4h, yield 38-56%; (f) K2CO3, DMF, r.t. 2 h, yield 59-87%; (g) LiOH,MeOH/H2O, r.t. 10 h, yield 56-96%.
Scheme2. 目标化合物15，16的合成（图片来源于JMC期刊）。
(a)M-chloroperoxybenzoic acid, CH2Cl2, r.t. 4 h, yield 80%;(b) K2CO3, DMF, r.t. 2 h, yield 82%; (c) LiOH, MeOH/H2O,r.t. 10 h, yield 79-80%.
Scheme3. 目标化合物23，24，31，32的合成（图片来源于JMC期刊）。
(a)Pd2(dba)3, (±)-BINAP, Cs2CO3,DIPEA, dioxane, 100℃, 20 h, yield 59-92%; (b) H2, Pd/C, THF, r.t.4-6 h; (c) 4-methoxybenzenesulfonyl chloride, pyridine, THF, 70℃, 4h, yield47-63%; (d) K2CO3, DMF, r.t. 2 h, yield 81-89%; (e) H2,Pd/C, THF/CH3OH, 100℃,10 h, yield 67-92%; (f) LiOH, MeOH/H2O,r.t. 10 h, yield 77-85%.
Scheme 4. 目标化合物35-41的合成（图片来源于JMC期刊）
(a)tBuOOH, KOH, DMSO, r.t. 4 h; Na2S2O3, r.t. 1h, yield 73%; (b) Tf2O, Et3N, DCM, r.t. 2 h, yield 56%;(c) Pd2(dba)3, (±)-BINAP, Cs2CO3,DIPEA, dioxane, 100℃, 20 h, yield 51-54%; (d) H2, Pd/C, THF, r.t.4-6 h; (e) substituted benzenesulfonyl chloride, pyridine, THF, 70℃, 4h, yield33-75%; (f) K2CO3, DMF, r.t. 2 h, yield 77-82%; (g) LiOH,MeOH/H2O, r.t. 10 h, yield 62-77%.
✔尤启冬教授简介
尤启冬，教授，博士生导师（图片来源于中国药科大学官网）
【个人简介】
尤启冬，教授，博士生导师，国家“万人计划”教学名师，国家教学名师。研究方向：新药分子设计与合成研究。现任中国药科大学校学术委员会副主任、校学位委员会副主席；江苏省药物分子设计与成药性优化重点实验室主任，天然药物活性组分与药效国家重点实验室天然活性物质成药性研究方向负责人，江苏省“青蓝工程”科技创新团队负责人。
【社会兼职】
担任国家药典委员会执行委员；中国药学会理事、药物化学专业委员会委员；江苏省药学会副秘书长、常务理事、药物化学专业委员会主任委员；教育部实验教学指导委员会委员；国际药学联合会规划委员会委员，亚洲药学院校理事会理事。此外还担任《中国药科大学学报》副主编，《药学学报》、《中国药物化学杂志》等13本杂志的编委等职务；担任SCI杂志：Journal of Medcinal Chemistry编委；担任外文期刊：Chinese Journal ofPharmaceutical Sciences, Inter J Med Chem, Orphan Drugs: Research and Reviews等国际杂志的编委；担任Journal of MedicinalChemistry, PloS ONE, Current Medicinal Chemistry, European Journal of MedicinalChemistry, Bioorganic Medicinal Chemistry, Bioorganic Medicinal ChemistryLetter等著名国际学术杂志特约审稿人。
【获奖荣誉】
尤启冬教授先后获教育部霍英东优秀青年教师奖、江苏省“五一劳动奖章”、“礼来亚洲杰出研究生论文导师奖”、第十一届吴阶平--保罗-杨森奖；享受国家政府特殊津贴，被评为教育部高等学校优秀骨干教师、江苏省有突出贡献的中青年专家、“高等学校教学名师”等；获省部级科技进步一等奖、二等奖等8项，国家教学成果二等奖3项、江苏省教学成果特等奖2项，获得江苏省优秀课程、教学成果奖多项。
【研究成果】
尤启冬教授主要从事药物分子设计与合成、药物作用的分子机制和新药研究等方向的工作，在活性天然产物的结构改造与优化、“蛋白-蛋白”相互作用调控剂、重大疾病关键调控节点的评价及药物设计等方面开展了多年研究。作为课题负责人主持了包括国家“863”项目、国家自然科学基金重点项目及重大研究计划项目、国家科技重大科技专项等在内的多项研究项目。目前已有4个候选化合物已进入临床前评价，1个国家一类创新药物已申报临床研究，2个国家一类创新药物正在进行临床研究。发表SCI收录论文260余篇, 申请美、英、德、中等国家发明专利50余项，其中授权专利28项。
✔姜正羽教授简介
姜正羽教授（图片来源于中国药科大学官网）
【个人简介】
姜正羽，男，1988年8月生，药物化学专业博士，副教授，博士生导师，江苏省药物设计与成药性优化重点实验室秘书。2010年本科毕业于中国药科大学基础药学理科基地班2015年获得中国药科大学药物化学专业博士学位，同年留校任教于药学院药物化学教研室，2017年3月获聘特聘副研究员，2017年7月破格晋升为副教授。
【研究成果】
作为课题负责人主持了国家自然科学基金面上项目一项，青年基金项目一项，江苏省自然科学基金青年基金一项，中央高校基本科研业务费项目一项。以第一作者和通讯作者在学科权威杂志Journal of Medicinal Chemistry，Medicinal ResearchReview，ACS Med Chem Lett等发表论文18篇。入选江苏省科协青年科技人才托举工程，担任《药学学报》青年编委。
