KRAS小分子抑制剂的合成和活性研究文献综述

开题报告内容：（包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述，不少于2000字）

一、课题背景

RAS蛋白是一种可以与二磷酸鸟苷和三磷酸鸟苷(GDP/GTP)结合的膜蛋白，人体内的三种亚型分别为KRAS、NRAS和HRAS，其中KRAS有两种变体的存在，分别为KRAS4A和KRAS4B。过度活化的RAS蛋白导致癌症的发生和生长，RAS突变被认为是导致其过度活化的根本原因。研究表明，KRAS突变基因是人类癌症中最频繁的致病基因之一，其中大多数的基因突变发生在第12位、13位和61位氨基酸，这些突变降低了内源性GTP酶活性和GAP激动活性。除了KRAS-G12C以外，其他所有发生在第12位、13位和61位的基因突变也降低RAF的RAS结合域(RBD)G12A，G13D和Q61L降低2倍，G12V降低7倍。KRAS突变导致了包括胰腺癌、结肠直肠癌以及肺癌在内的多种恶性肿瘤，这使得开发KRAS抑制剂具有广泛的临床应用前景。然而，自从RAS被发现，30多年以来，针对这一靶点的药物研发未能有一个药物被批准上市，导致RAS逐渐被认为难以成药（undruggable）。

近几年，随着药物发现新技术和新方法的进步，直接靶向RAS的小分子抑制剂取得了阶段性的突破。回顾近年来RAS的研究进展，直接抑制RAS的策略可以分为四种：(1) 降低GTP状态的RAS；(2) 干扰RAS-GTP-效应因子之间的作用；(3) 稳定非生产性蛋白复合物；(4) 减少细胞膜上RAS的数量。2013年，Ostrem J.M.和Peters U.等人在干扰RAS-GTP-效应因子之间的作用这一领域取得重大突破。他们的研究表明，通过小分子化合物与KRAS-G12C相互作用，化合物可以和半胱氨酸通过共轭加成形成共价化学键，从而实现不可逆靶向KRAS-G12C。由于这些化合物只与KRAS-G12C突变体的半胱氨酸巯基发生共轭加成，与野生型蛋白不作用，可以专一性抑制突变型KRAS而不损害野生型KRAS。这些化合物结合在KRAS开关II的变构性口袋上(S-IIP) , 阻止GTP与KRAS进一步结合，使其处于失活状态，阻断下游信号通路，具有抗肿瘤活性。

对于这种化合物的进一步优化，研究者们得到了一种更加广泛的KRAS-G12C细胞特异性活性抑制剂ARS-853。与第一代抑制剂相似，ARS-853仅靶向GDP状态的 KRAS-G12C；此外，ARS-853可以在更低浓度下作用高效与GDP状态的 RAS共价结合，它更高效地阻断了GDP到GTP的交换，具有更好的分子水平和细胞活性。实验数据表明，ARS-853共价结合RAS之后，阻断下游信号通路RAF-MEK-ERK和PI3K-AKT，具有更高的抗肿瘤活性。

综上所述，小分子化合物可以与KRAS的突变体不可逆地结合，阻断 KRAS下游信号通路，具有抗肿瘤活性。然而，目前KRAS的抑制剂的结构类型还比较单一，文献公开报道的选择性高，活性好，类药性强的化合物仅限于ARS-853这一类化合物。鉴于KRAS抑制剂在癌症治疗中的重要意义，开发多样化结构、类药性强的KRAS抑制剂即可以促进基于此靶点的药物发现，又具有重要的科学创新性和转化医学价值。

二、要解决的问题

1.合成阳性化合物ARS-853，优化关键中间体的合成路线，为后期结构优化奠定基础；

2.以ARS-853为基础，建立初步的活性评价方法，为后期药物筛选和药理研究奠定基础。

三、可行性分析