分享一篇Angewandte上的文章，本文的通讯作者来自德国海因里希-海涅大学药物与药物化学研究所的Matthias U. Kassack教授和来自莱比锡大学医学院药物发现研究所的Finn K. Hansen教授。
众所周知，组蛋白乙酰转移酶（HATs）和组蛋白脱乙酰酶（HDACs）是控制组蛋白和非组蛋白蛋白质乙酰化水平的关键酶。最近的临床前表明烷基化剂和HDAC抑制剂（HDACi）的组合通过增加HDACi介导的染色质对烷基化剂的DNA损伤，可对抗耐药性多形胶质母细胞瘤（GBM）显示出不错的功效。因此，有研究通过将DNA烷基化药物苯达莫司汀和HDACi 伏立诺他（SAHA）的药效团融合，开发出了小分子Tinostamustine，该小分子表现出优异的体内活性，这表明DNA / HDAC双靶向抑制剂可能是有望用于癌症治疗的药物。由于基于HDACi的多靶点药物在临床前和早期临床研究中显示出巨大的希望，迫切需要有效的合成方案，以允许合成具有链接或合并的药效团的化合物文库。
本文中，作者开发了一种用于固相合成的预载树脂的方法——固定在树脂上的异羟肟酸（HAIRs）。为了证明这些HAIRs的实用性并利用HDACi和烷基化剂之间的协同作用，作者通过快速，直接的合成方法成功制备了一组具有DNA烷基化特性的HDACi。同时，作者还将HAIR的技术范围进一步扩展到了概念验证PROTAC的合成。
首先，作者先将羟胺固定化来修饰市售的2-CTC树脂，之后将Fmoc保护的HDACi连接基加载到官能化树脂上，形成预加载的树脂HAIRs。建立预加载的树脂后，作者将DNA烷基化药物temozolomide (TMZ),mitozolomide (MTZ), andchlorambucil (CAB) 引入到帽基团区域。使用平行合成策略，作者制备了一系列化合物，将每个接头与每个烷基化剂结合在一起，产生了一个包含15个杂合分子的文库。这种方法提供的目标化合物的总收率高达83％。同时，对于每种抑制剂，仅需在合成的最后阶段进行一个纯化步骤即可实现快速，高效的文库扩展。之后，作者发现在这些化合物中包含肉桂基接头和CAB作为烷基化反应基团化合物3n是最有前途的化合物，3n既能够很好地抑制HDAC1和HDAC6的体外活性，又可以很好地抑制三种癌细胞系的抗增殖作用。同时，作者还通过γ-H2AX分析测试了3n对于DNA双链断裂的影响，证实3n确实能够引起Cal27细胞中γ-H2AX水平的最大增加，明显高于其他小分子。同时，作者通过分子对接的实验发现，在帽基的对位上掺入DNA-烷基化特征对HDAC抑制作用几乎没有影响，因此可以用于增强HDACi的抗癌作用。
在成功地直接合成DNA烷基化HDACi化合物文库的鼓励下，作者将HAIRs方法扩展到PROTAC中，由于其高分子量和双功能性质，PROTAC小分子的合成通常很麻烦，涉及多步的合成过程。因此，作者进行了HDAC PROTAC小分子的首次固相合成，合成了HDAC PROTAC 4小分子，Fmoc脱保护和酰胺偶联的重复循环，可以实现模块化方式引入HDAC反应基团，PROTAC连接基团和基于泛素E3连接酶配体沙利度胺。作者的实验结果表明，HDAC PROTAC 4是一种有效的HDAC降解分子。使用AML细胞系HL60进行的蛋白质印迹实验证实，HDAC PROTAC4能够以浓度依赖性方式降解HDAC6和HDAC1。此外，用HDAC PROTAC4处理HL60细胞能够导致组蛋白H3（降低了HDAC1-3活性的标记）和α-微管蛋白（降低了HDAC6活性的标记）的显著超乙酰化作用。
总之，本文作者已经开发了一种有效的固相合成方案，使用固定在树脂（HAIRs）上的异羟肟酸制备新型的双靶表观遗传细胞毒性化合物。可以实现对于HDAC6抑制剂和DNA烷化剂的双功能分子，并且成功实现HDAC PROTAC小分子的首次固相合成。
本文作者：LSC
原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/anie.202006725
原文引用：10.1002/anie.202006725
目前评论：0