分享一篇发表在Angew上的文章，标题为“Fragment-Based Drug Discovery of Novel High-affinity, Selective, and Anti-inflammatory Inhibitors of the Keap1-Nrf2 Protein-Protein Interaction”，通讯作者为来自哥本哈根大学的Anders Bach，主要研究方向为药物设计与开发。

Keap1-Nrf2蛋白-蛋白相互作用（protein-protein interaction, PPI）是调控细胞抗氧化应激和炎症反应的关键通路。抑制该相互作用可激活Nrf2，进而促进抗氧化基因表达。传统共价激活剂存在脱靶毒性和非特异性的问题。因此，作者希望设计非共价小分子抑制剂选择性地抑制Keap1-Nrf2相互作用。

基于片段的药物发现（fragment-based drug discover, FBDD）是一种先筛选化学复杂性较低的药物片段，再根据片段与靶蛋白结合的结构数据进行进一步优化的药物发现策略，适用于靶向PPI的药物发现。作者首先利用X射线晶体学筛选了来自DSI文库的768个片段，并得到了80个能与Keap1-Nrf2结合表面产生相互作用的片段，作者重点关注了可与Keap1-Nrf2结合子口袋P3和P5产生相互作用的13个片段，其中5个片段在分子对接中表现出与晶体数据类似的结合模式。通过对这5个片段进行合成和SPR测试，作者选择了其中结合最强的片段1作为起点进行进一步优化。

作者首先在片段1中引入2种酸性脂肪链与Arg483形成盐桥，得到对PPI具有抑制效果的化合物3，Ki值为160 μM，化合物2 无抑制效果。进一步在化合物2中引入萘环延长连接链并保留核心结合模式，得到化合物4，Ki值为16 μM。

随后，作者在酸连接子中引入芳香族取代基，使其与Tyr525的侧链发生额外的π-π堆叠相互作用，以及添加甲氧基引入氢键受体，得到了纳摩尔级别的抑制剂化合物13，Ki值为32 nM。最后，通过合成并测试36个类似物，得到了抑制性最强的化合物44，Ki值为3.9 nM，并通过X射线衍射证明了结合模式与之前一致。

接下来，作者用热位移实验证明了包括化合物44在内的几种候选抑制剂对KEAP1的高度选择性。并证明了这些抑制剂能在在HaCaT和BEAS-2B细胞中显著激活Nrf2的下游基因，发现化合物24和28是最有效的。除此之外，作者筛选的抑制剂还能在THP-1巨噬细胞中抑制NLRP3炎症小体活化、IL-1β释放和STING信号通路。

最后，作者对化合物24和28对转录组造成的影响进行了分析，发现与共价Nrf2激活剂相比， 24和28同样能够激活Nrf2控制基因和关键的免疫信号通路，且非Nrf2的脱靶效应更少。

总之，作者通过基于结构片段的药物设计策略开发了有效的选择性非共价Keap1-Nrf2抑制剂，能激活Nrf2控制基因，通过NLRP3和STING通路抑制炎症，且脱靶效应更少，特异性更强。

本文作者：ZCL

责任编辑：LZ

DOI：10.1002/anie.202508121

原文链接：https://doi.org/10.1002/anie.202508121