Nat. Chem. | 新型硫氟交换反应用于药物发现

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推荐一篇新发表在nature chemistry上的文章,文章通讯作者是来自Scripps研究所的K. Barry Sharpless和Jeffery W. Kelly。Sharpless是诺贝尔奖得主,“click”反应的发现者,Kelly实验室专注于蛋白错误折叠聚集与疾病的关系研究,通过化学、生物物理学等研究发展治疗疾病的策略。

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自Sharpless组2014年发展二代点击化学反应--硫氟交换SuFEx技术以来,该类反应已在有机合成化学、材料化学、药物化学、化学生物学特别是蛋白质分子选择性标记和修饰等方面受到广泛关注,并展示了很好的应用前景。在之前研究中,所使用的SuFEx反应的亲电试剂分子为磺酰氟化物和芳基氟磺酸盐,而在本篇文章中,作者首次使用了反应活性较弱的磺酰亚胺基氟化物(SAFs)作为反应分子,并将反应后的产物分子与蛋白质组的反应性进行了评估,实现蛋白共价药物的筛选。


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和非共价药物相比,共价药物具有高效、低浓度、较低的抗药性等优点,但是由于存在着一定的脱靶效应,所以其使用存在一定的挑战,因此需要筛选较低活性的亲电试剂来降低脱靶效应。所以本文采用的SAFs试剂,由于用S=NR取代S=O键,使得硫中心周围电子密度增加,从而在氟和硫之间形成了更强的键,氟离去变得困难,反应活性降低,从而降低其广泛的反应活性。

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SAFs类分子在蛋白质组中的反应活性在之前研究中还没有被探索过,所以本文作者合成了16种类不同的磺酰亚胺酰氟化合物,连接炔基后作为探针与细胞裂解液孵育,通过荧光凝胶确认其在蛋白质组中的反应活性,接下来通过TMT标记和亲和色谱-质谱对其在蛋白质组中的共价修饰蛋白进行鉴定,作者发现几个特异性富集的修饰蛋白,NME1,CRABP2和PARP1 等。作者将这些重要靶点蛋白过表达纯化出来并验证了它们与SAF的共价修饰情况和修饰位点。最后作者又分别在in vitro和in vivo条件下验证了SAFs对于PARP1 活性的抑制和Hela癌细胞的抑制。

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总之,作者使用了新型的SuFEx衍生弱亲电试剂—SAFs,并将其用于在蛋白质组中的共价修饰情况进行评估。作者用这种逆向药物发现方法鉴定了一个分子,它会共价结合并不可逆地抑制PARP1的活性,从而抑制癌细胞增殖。本文介绍的基于SAFs的反向共价药物发现策略在未来应用中具有很大潜力。




本文作者:ZYL

责任编辑:CY

原文链接:https://www.nature.com/articles/s41557-020-0530-4

原文引用:DOI:10.1038/s41557-020-0530-4

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