基于SOS1靶点的人工智能药物设计与发现文献综述

 2023-02-07 03:02

一、立题依据RAS(rat sarcoma,RAS)蛋白,是小型GTP结合蛋白大家族中的一员,当RAS蛋白处于活性状态时,它可以催化一系列丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶的磷酸化并依次激活的磷酸化级联反应,如RAS/RAF/MEK/ERK 信号级联通路,将细胞外信号传递入细胞核内,引起细胞内特异蛋白的表达谱变化,从而影响细胞命运。

[1]RAS蛋白的失活是由GTP酶激活蛋白(GAP)驱动的,它通过将弱的内在GTPase活性加速高达5个数量级,从而下调活性RAS。

但是,对于致癌RAS突变体,GAP活性受损或大大降低,导致RAS蛋白永久激活,这就引起细胞不受控制的增殖和癌症的发展。

RAS基因的突变体是主要的致癌基因,而K-RAS基因,作为RAS基因家族重要成员之一,发生的突变导致了30%的人类肿瘤和癌症,在胰腺、肺、甲状腺、结肠和肝脏癌症中出现频率最高。

然而,抑制RAS蛋白药物的开发均以失败告终,其中原因可以概括为两点:其一,RAS与GTP的结合能力极强,为pM级别,而生理水平的GTP只可达mM水平,直接靶向难度大。

其二,RAS蛋白本身的三维结构没有口袋,缺少可以模拟设计化合物的模型。

因此,目前直接抑制RAS的最新策略集中在(i)用共价抑制剂靶向致癌突变体KRASG12C的Cys12,(ii)效应子与RAS相互作用破坏下游信号传导,(iii)抑制RAS-GEF相互作用以防止GTP重载[2]现阶段对前两种策略的研究已经初见成效,但有效的针对RAS-GEF相互作用的抑制剂还未被发现,于是我们转而关注近期研究最广泛的k-RAS蛋白激活因子:SOS1蛋白。

SOS1(son of sevenless homolog 1)蛋白,是编码鸟苷释放蛋白的基因的产物SOS蛋白的两种人类亚型(SOS1和SOS2)之一,也是K-RAS蛋白激活因子(图1)。

SOS1蛋白的两个不同的RAS结合位点被REM和Cdc25结构域所包含,这两个结合位点包括一个催化位点以及一个额外的变构RAS结合位点。

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