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TUhjnbcbe - 2024/1/30 16:49:00

受体相互作用蛋白1(RIP1)激酶属于丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶。其C端含死亡结构域,通过自身相互结合或与其它含死亡结构域的分子(如TRADD、Fas、TNFRI)结合,参与TNF、FasL刺激后的信号转导,介导NF-κB活化,并诱导细胞凋亡,其功能受泛素化、锌指蛋白及热休克蛋白等的调节。研究表明[1,2],RIP1激酶的活化与缺血性损伤、炎症性疾病、神经退行性疾病密切相关。Yoshikawa等[3],以RIP1为靶点,设计RIP1激酶抑制剂用于治疗自身免疫性脑脊髓炎等神经退行性疾病。

Yoshikawa等,首先构建了TR-FRET体外筛选平台,然后运用该方法对课题组已有的化合物库进行筛选,发现了苯并咪唑衍生物10,其pKi值为7.20。随后将其与已报道的RIP1抑制剂6进行分子融合,设计了化合物11,其拥有全新的母核结构和中等活性的RIP1抑制活性。研究表明,化合物6可以被p糖蛋白外排,进而导致较差的血脑屏障通透性。但是,化合物11却拥有较低的p糖蛋白外排率,这也许是因为其极性表面积减小,氢键供体数量减少的原因。随后以11为先导化合物对母核进行替换,期望能够在保持其优异理化性质的同时,提高化合物的活性(图1)。经过一系列的结构改造,结果如图2所示,化合物14拥有最强的活性(pKi=8.41)和较低的p糖蛋白外排率(ER=0.7)。

图1.化合物6、10和11的结构式(图片来源:《J.Med.Chem.》)

图2.化合物母核的改造(图片来源:《J.Med.Chem.》)

为了更好的研究化合物14与靶蛋白的作用模式,研究人员进行了分子对接,结果如图3所示。根据对接结果进行结构改造:1)分子中的苄基伸入疏水变构调节口袋,该口袋位于ATP结合口袋的背面,主要由亲脂性氨基酸残基Leu和Val的侧链组成,因此可以在苯环上引入合适的取代基来探讨活性的变化,也可以在苯环上增加与Ser的氢键相互作用(R1);2)吡唑环的3位周围存在一个较小的疏水口袋,在该处引入取代基来探讨口袋的大小(R2);3)通过在化合物左侧苯环的间位和对位引入取代基(R3)改善化合物的ADMET性质。经过一系列的结构优化,作者得到了候选化合物22,其pKi值为9.04,ER值为0.6,在人和小鼠肝微粒体中的清除率均小于1μL/min/mg,小鼠口服生物利用度为52.2%。晶体结构复合物也阐明了其与靶蛋白的确切作用模式。(图4)

图3.(A-B)化合物14与RIP1蛋白的分子对接图;(C)化合物的设计及化合物22的分子结构式(图片来源:《J.Med.Chem.》)

图4.化合物22与RIP1蛋白的共晶复合物(图片来源:《J.Med.Chem.》)

鉴于化合物22优异的体外活性和药代动力学性质,随后进行体内药效实验。口服给药26天,每天监测实验性变态反应性脑脊髓炎模型(EAE)小鼠的临床症状。空白对照组小鼠在第12天开始出现EAE临床症状,并在21天左右达到顶峰;与之对应的给药组可以减弱EAE临床症状。这一结果表明,化合物22可以预防EAE模型的疾病进展。(图5)

图5.评价化合物22在EAE模型中的效果

小M的小思考:

RIP1作为细胞凋亡的关键调节蛋白,自从其被发现以来就备受

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