推荐一篇发表在Science上的文章，其标题为“Covalent inhibitors of the PI3Kα RAS binding domain impair tumor growth driven by RAS and HER2”。本文通讯作者是来自Vividion Therapeutics公司的首席科学家Matthew P. Patricelli和英国Francis Crick研究所的Julian Downward教授。本文中，作者基于化学蛋白质组学技术与经典生化策略，成功设计并筛选得到了一种新型的抑制剂，可以靶向阻断PI3Kα的RAS结合域与小GTP酶RAS之间的相互作用，最终显著抑制了肿瘤细胞的生长。

小GTP酶RAS的致癌突变出现在超过20%的人类癌症中，因此被认为重要的原癌基因。大量研究者针对RAS及其相关通路进行研究，试图以此实现肿瘤的杀伤与治疗。然而，此前的研究中，针对RAS相关的PI3K通路等策略受到药物安全毒性的限制，从而限制了其应用的空间。为了解决这一问题，研究者试图通过阻碍PI3K和RAS的相互作用，来实现肿瘤的治疗。

此前的研究中指出，PI3Kα的催化亚基p110α是和RAS结合的关键结构单元。而突变筛选实验证明，RAS结合结构域中，Thr208和Lys227是其中的关键残基。基于此，研究者针对RAS进行了化学蛋白质组学实验，揭示了其中21个反应性半胱氨酸残基，同时242位的半胱氨酸残基吸引了他们的注意。Cys242位于Thr208和Lys227周围非常邻近的位置，他们认为，Cys242很可能作为共价抑制剂的重要靶点残基。

同时，为了能够对相互作用的调控过程进行有效的评估，研究者设计了Nanobit体系。即，在KRAS和p110α分别连接一个分裂式荧光素酶的一端，正常情况下，两者可以相互作用，以此促进荧光素酶的组装，进而促进荧光素酶对底物进行催化。当加入有效互作阻断剂时，KRAS和p110α相互作用被打破，荧光素酶无法组装，进而可以实现互作阻断能力的表征。

由此，他们成功筛选到一系列以VVD-442和VVD-699为主的共价反应性抑制剂，进行后续的研究。

后续，研究者对筛选到的共价抑制剂的功能机制进行了表征。通过X射线晶体衍射策略，他们确认了抑制剂分子阻断相互作用的分子机制。同时，结合经典生化表征，他们确认了抑制剂分子对于其下游生物学过程的作用效果。结果显示，VVD-699在胞内可以有效地阻断RAS-p110α的相互作用，进而抑制了催化亚基PI3Kα的功能并抑制AKT信号通路，最终限制肿瘤细胞的生长。进一步表征发现，VVD-699有较高的肿瘤特异性，即其对正常细胞中野生型PI3Kα影响较小，并具有较低的毒副作用。此外，他们意外地发现，VVD-699在多种RAS突变模型中均有有效的抑制能力，且HER2过表达的细胞对VVD-699有着独特的敏感性，这大大增强了VVD-699对于肿瘤细胞的抑制能力。

综上，本文中，作者结合化学蛋白质组学技术与传统生物学策略，成功开发出了一种靶向PI3Kα上RAS结合域上半胱氨酸特异性的共价反应性抑制剂分子，成功阻断PI3Kα与RAS相互作用的同时，能够实现对肿瘤的有效治疗与杀伤。

本文作者：KLH

责任编辑：LZ

DOI：10.1126/science.adv2684

原文链接：https://doi.org/10.1126/science.adv2684