分享一篇发表在ACS Central Science上的文章：Development of a First-in-Class Small-Molecule Inhibitor of the C‑Terminal Hsp90 Dimerization，通讯作者是来自杜塞尔多夫大学的Thomas Kurz教授、Holger Gohlke教授和Sanil Bhatia教授，他们的研究方向分别是药物化学、计算生物学、白血病。

热休克蛋白90（Hsp90）是真核生物中重要的分子伴侣，具有调节蛋白折叠、稳定和成熟的作用。Hsp90在癌细胞中高表达，参与增殖以及抗凋亡作用，对癌症的恶性转化和发展至关重要，因此是癌症治疗潜在的靶点蛋白。

Hsp90是一种结构灵活的同源二聚体，其活性取决于ATP与N端结构域（NTD）结合和水解，以及C端结构域（CTD）的二聚化。中间结构域介导蛋白和辅因子的结合。目前研究的大多数Hsp90抑制剂是靶向NTD中ATP结合位点并具有泛抑制特性，其局限性在于眼部毒性、心脏毒性、脱靶效应、和热休克反应（heat shock response）。HSR会导致其他热休克蛋白（Hsp27、Hsp40和Hsp70）的表达，最终减弱抑制剂的作用。因为CTD抑制剂通常不会诱导HSR，于是作者希望通过靶向CTD二聚化界面来抑制Hsp90二聚体的形成，从而达到治疗效果。

基于计算预测和实验验证，作者首先确定了Hsp90 CTD二聚化界面中的热点残基是位于α-螺旋H5上的I688、Y689、I692和L696。作者选择了三嘧啶酮胺作为抑制剂骨架结构，因为这种骨架的侧链模式与Hsp90 CTD界面中热点残基的连续性一致，所以它可以作为潜在的α-螺旋模拟物。作者基于热点残基I688、I692和L696设计了化合物5a作为模拟物；基于Y689、I692和L696设计了化合物7a、7b；基于界面的疏水斑块设计了化合物5b，它侧链上4-甲氧基-苄基可作为螺旋H4'上S673'和T669'的（弱）氢键受体，但同时降低侧链的亲水性以便于更好地埋在疏水界面；引入更大的苄氧基衍生物5c和5d，它们也分别是7a和7b的前体。

随后作者对合成的抑制剂进行性能测试。通过大肠杆菌细胞表面展示Hsp90评价抑制剂对二聚体形成的抑制作用，通过微量热泳（microscale thermophoresis，MST）实验确定化合物与重组Hsp90 CTD的结合亲和力，并在白血病细胞系K562中测试体外细胞毒性。基于对二聚化的抑制、KD值和抗白血病活性，作者选择化合物5b进行下一步的实验，主要利用药物亲和反应的靶点稳定性（DARTS）、细胞热稳定分析（CETSA）、分子动力学模拟来证明5b与特异性靶标结合。最后，作者发现5b能干扰Hsp90 CTD二聚并破坏细胞内 Hsp90 多蛋白复合物，阻断 Hsp90 的伴侣功能。

综上，本文报道了第一个干扰Hsp90 CTD二聚化的低分子量化合物，对多种白血病细胞系和白血病细胞异种移植的斑马鱼模型具有活性，并且不会引发热休克反应。