Keap1-Nrf2蛋白-蛋白相互作用抑制剂的构效关系研究文献综述

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）背景

转录因子Nrf2（nuclear factor erythroid 2-related factor 2）可诱导细胞防御系统，其含有一个基本的亮氨酸拉链(bZIP)转录因子。它可以调控一系列细胞保护基因的转录过程,包括抗氧化蛋白, I相和II相解毒酶, 转运蛋白、蛋白酶体单元, 伴侣分子，生长因子，及其受体,还有一些其他转录因子¹³。这些细胞保护基因在启动子的增强调控区域都含有增强序列ARE(抗氧化反应元件,5′-GTGACnnnGC-3′)，其为Nrf2结合位点。因此，Nrf2调控剂在治疗炎症疾病方面有望成为临床候选药物⁴⁶。

用传统亲电激活剂可以模拟内源性Nrf2的激活过程。目前，新一线口服药物，富马酸二甲酯(DMF)，是最成功的Nrf2激活剂,现已被FDA批准用于治疗发性硬化症(MS)。另一个前景看好的候选药物CDDO-Me在第三期临床研究中由于安全问题被终止研究⁷。其Nrf2的激活机制为：该类分子与半胱氨酸的硫醇共价结合，而这些激活剂同时也能跟其他含半胱氨酸的蛋白质或酶发生反应，因而存在脱靶的风险⁵。

Kelch-like ECH相关蛋白1(Keap1)可调控Nrf2的活性,它是E3连接酶中CUL3的接头蛋白。Keap1可以使Nrf2被泛素化,导致其随后被水解酶降解。在正常条件下，Nrf2的快速平衡能够维持其较低的体内活性，而在氧化应激情况下,Keap1的半胱氨酸残基将会被ROS或一些亲电试剂共价修饰,致使Cul3Keap1Nrf2复合体解聚，从而使由Keap1介导的Nrf2负调控受到抑制，Nrf2累积，导致Keap1Nrf2通路被激活。

如果直接竞争性地阻断Keap1Nrf2蛋白质之间相互作用，也可以增强Nrf2活性。根据Keap1Nrf2的相互作用可以模拟出Nrf2肽键结构被阻断的过程⁸。此外,Nrf2 的ETGE主链可以与细胞穿透肽(来源于艾滋病毒TAT多肽)共轭结合，从而产生熔断效应。在人类完整的THP-1单核细胞中，该效应会剂量依赖性激活Nrf2及其下游靶基因和血红素加氧酶-1(HO-1)⁹。因为小分子药物具有更强稳定性和更高口服生物利用度等药理优点，所以我们引入小分子来设计抑制剂¹⁰。受多肽抑制剂成功研展启示,不同的课题团队通过高通量筛选报道了两个Nrf2Keap1 PPI 小分子抑制剂。使用Evotec Lead Discovery软件进行均匀共焦荧光各向异性试验(二维荧光强度分布分析,2D-FIDA)筛选出化合物1和化合物2（图1）¹¹。

图1

最近,根据Keap1的关键结合部位,我们成功地设计出最强效的Keap1Nrf2 PPI抑制剂化合物3（图2）¹²，其两个脂肪酸单链与Nrf2 ETGE主链中 Glu79和Glu82的结构相似。这表明，可以通过让化合物占据两个极性亚口袋P1和P2来合理地设计Keap1 PPI抑制剂。然而Keap1Nrf2 PPI的直接抑制剂只有在蛋白质和细胞水平上有效，其能否在体内发挥作用到现在还尚未被验证。