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JMC:四川省医学科学院师健友、四川大学李锐等发现一个Aurora / PLK共抑制剂

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-12-10   来源:药学帮   作者:药学帮   浏览次数:109
核心提示:| 导 读2019年10月5日,四川省医学科学院、四川省人民医院师健友课题组、四川大学李锐课题组在Journal of Medicinal Chemistry(IF

| 导 读

2019年10月5日, 四川省医学科学院、四川省人民医院师健友课题组、四川大学李锐课题组Journal of Medicinal Chemistry (IF: 6.259) 杂志上,发表题为“Discovery of inhibitors of Aurora/PLK targets as anti-cancer agents” 的研究论文,研究人员发现了一个Aurora/PLK共抑制剂,IC50达到43 nM该抑制剂通过抑制Aurora / PLK激酶的活性,能够抑制细胞的有丝分裂的G2/M期过程,防止中心体成熟和双梭形成,并最终诱导细胞凋亡,Aurora和PLK激酶双重抑制剂对肿瘤抑制的有效协同作用。

| 内 容

多癌症的发生是由于染色体错配导致的,导致染色体的非整倍性和不完整基因的形成,从而触发了有丝分裂期细胞周期或分裂的失衡。这种功能失调的结果被认为是受染色体调控的。复杂的蛋白激酶网络,在有丝分裂期表现出独特的特征,并诱导不受控制的细胞生长。

Aurora激酶家族是一组调节有丝分裂的丝氨酸/苏氨酸激酶,与几种细胞事件有关,包括中心体成熟,纺锤体组装和分离,PLK(Polo-like kinases)激酶是另一种高度保守的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,PLK激酶的过表达在约80%的人类肿瘤类型中发现,而在正常组织中很少表达。AuroraPLK激酶均能防止中心体成熟和双梭形成此外,Aurora对于G2PLK的初始激活至关重要,因此有望获得AuroraPLK激酶双重抑制剂,对肿瘤抑制的有效协同作用。近日四川省医学科学院·四川省人民医院师健友课题组、四川大学李锐课题组基于Lipinski5条法则进行了计算机辅助虚拟筛选,以试图获得有效共抑制AuroraPLK激酶活性的最佳候选者。通过ZINC化合物库,Discovery Studio 3.1软件基于虚拟ADMET属性初步评估了200万种化合物。从数据库中删除了约80%药代动力学性能较差的化合物。随后,LibDock得分被用作识别化学分子中最重要的结合位置的核心指标。最后,然后使用CDOCKER对接模块预测这些化合物的结合模式,目视检查结合位置后,发现6-氨基-2-萘甲酸结构与两个Aurora / PLK激酶的交叉结合能最高。初步的体外细胞毒性结果表明,选择的一种化合物对探索AuroraPLK高表达细胞系特别是对HCT-116人结肠癌细胞(IC50 = 0.4μM)具有最佳的抑制作用,是探索该细胞系的最佳模型。

1 6-氨基-2-萘甲酸与Aurora / PLK激酶结合示意图(图片来源于JMC期刊)

考虑到命中的结构多样性,基于6-氨基-2-萘甲酸骨架结构合成了36种化合物的。简而言之,亚硫酰氯将芳基取代的酸酰化以产生相应的酰氯。在MTT分析中评估了所有在内的36种化合物,以评估其对不同癌细胞系生长的抑制作用。选择HCT-116MCF-7A549Calu-6癌细胞用于抗增殖测定。AAPK-25HCT-116IC50值为0.4μM。此外,选择性Aurora抑制剂MLN8237HCT-116细胞上的IC50值为32 μM和选择性PLK抑制剂BI2536HCT-116细胞上的IC50值为0.83μM。因此,我们的双重抑制剂AAPK-25作为抗增殖剂更有效显示出最高的抑制作用。

2 (A)AAPK-25的Kinome谱和KD值。以AAPK-25为靶点,DMSO控制分数<1%的激酶在红色圆圈中突出显示。圆圈的大小表示针对特定激酶的化合物的百分比。Aurora-A是最具靶向性的激酶,Kd=23nm,PLK-1在55nm。(B)在AAPK-25和DMSO对照组(每组n=3)中描述差异表达基因表达谱的层次聚类。基因表达水平表现为颜色变化(红色,上调基因表达;绿色,下调基因表达)。AAPK-25的主要不同GO途径。(图片来源于JMC期刊)

研究团队使用基因微阵列分析来评估在10 µMAAPK-25浓度下持续48小时的相关基因和途径。根据细胞周期,p53MAPKs等几种主要信号通路的基因本体论分类,有选择地计算每种通路的基因富集的显着性水平证实AAPK-25明显抑制有丝分裂纺锤体检查点。这项工作有着重大意义,采用计算机辅助虚拟筛选先导化合物,筛选最高活性化合物提供一种AuroraPLK双重激酶抑制剂,为抗癌药物设计合成提供了新思路。

2 候选药物AAPK-25(图片来源于JMC期刊)

总结四川省医学科学院·四川省人民医院师健友课题组、四川大学李锐课题组的研究结果的主要意义是提供一种双激酶抑制剂,通过影响细胞信号和细胞周期,有效地抑制肿瘤的发生和转移,这是一种有希望的临床策略。设计、合成了36Aurora/PLK双抑制剂作为先导化合物,并通过体外实验进行了验证。6-氨基-2-萘甲酸的结构信息显示,结合决定簇增加了对靶激酶的效价和选择性。鉴定最有效的候选药物AAPK-25AAPK-25与激酶之间的遗传途径相互作用也有助于理解药物作用的机制。AAPK-25在一系列体外和体内研究中得到了进一步的研究,揭示了其在临床试验中的潜在应用。

附录:化合物合成路线

Scheme 1. 目标化合物1-36的合成(图片来源于JMC期刊)

i)SOCl2, DMF, 80°C, 2h; (ii)DIEA, THF, 0°C, 3h; (iii)EDCI, DMAP, THF, rt, 4h.

全文:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jmedchem.9b00353

 
 
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