CK1激酶高效选择性抑制剂的发现

大家好，本次为各位推荐一篇Angew的文章，文章的标题是Discovery of Potent and Exquisitely Selective Inhibitors of Kinase CK1 with Tunable Isoform Selectivity，通讯作者为捷克马萨里克大学化学系的Kamil Paruch教授与实验生物学系Vítězslav Bryja教授。

蛋白激酶介导的蛋白质磷酸化是细胞中许多信号通路激活和失活的中心。因此，各种蛋白激酶的异常往往与许多疾病的起始和进展有关，特别是癌症相关疾病。相应的，蛋白激酶是最具吸引力的药物抑制靶点之一，超过70种小分子激酶抑制剂已被批准用于临床。CK1激酶已成为治疗血液系统恶性肿瘤的重要药物开发靶标，而CK1不同亚型的生物学功能是多样化的。例如，CK1δ/ε成员在Wnt/β-catenin信号传导中起着激活作用，而CK1α则可以磷酸化β-catenin并触发其降解，充当Wnt信号通路抑制剂。因此，开发CK1抑制剂必须在亚型间拥有足够的选择性。

作者前期发现CK1δ/ε抑制剂PF670462的生物利用度相对较低，该化合物在白血病细胞中存在脱靶效应。因此，在本文研究中以PF670462作为研究起点，作者首先开展了大量的药物化学研究，合成了175个分子，评价化合物在四种激酶CK1α、CK1δ、CK1ε以及p38α的抑制活力，其中p38α是用来评价化合物的脱靶效应。作者通过构效关系发现咪唑-吡咯-吡啶环系是化合物保持活性的关键结构单元。随后，作者选择筛选指标为CK1δ小于20nM，p38α/CK1δ值大于100，得到13个候选分子。随后作者对13个候选分子在HEK293细胞中的抑制CK1δ/ε活力进行了评价。该套系统的评价逻辑在于，CK1可以自发磷酸化生成p-CK1，如果在磷酸酯酶抑制剂calyculin A存在的情况下，CK1无法进行脱磷酸化，形成多聚磷酸化CK1，当添加CK1激酶抑制剂时，便会保持低聚磷酸化的蛋白状态，进而通过SDS/PAGE与western检测磷酸化水平。

作者筛选得到3个潜力分子，分别为化合物10，13，与19，作者对以上三个化合物是否也会存在潜在的脱靶效应进行了评价，发现相较于PF670462，化合物的激酶选择性更专一，脱靶效应明显减小。作者最后评价了在细胞水平化合物的选择性，发现化合物19具有目前最强的CK1α抑制活力，同时10，13与19对CK1δ的抑制活力强于PF670462，且对于P38α的抑制活力均低于PF670462，显示出较强的激酶选择性。

总之，本文通过结构优化的方法发现了系列CK1不同亚型的高选择性抑制剂。