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共價(jià)修飾藥物，藥物利器中的玄鐵劍

來(lái)源: X-MOL 2017-07-04 13:39:31

“重劍無(wú)鋒，大巧不工”這是“劍魔”獨(dú)孤求敗對(duì)玄鐵劍的評(píng)價(jià)。玄鐵劍，不開(kāi)劍刃卻無(wú)往不利，少有人知卻威震武林。如果說(shuō)藥物是治療疾病的利器，那么共價(jià)修飾類(lèi)藥物（Covalent drugs）似乎有那么幾分玄鐵劍的特質(zhì)。

對(duì)于絕大多數(shù)人來(lái)說(shuō)，共價(jià)修飾藥物似乎很少聽(tīng)說(shuō)，但是本君敢打賭大部分讀者自己或周?chē)H朋都曾經(jīng)甚至正在服用這類(lèi)作用機(jī)制的藥物。對(duì)于從事藥物研發(fā)的朋友來(lái)說(shuō)，共價(jià)修飾并不陌生，從早年間抗腫瘤烷化劑氮芥到最近國(guó)內(nèi)飛速上市的奧希替尼（Osimertinib，AZD9291）總能找到共價(jià)修飾藥物的影子。學(xué)過(guò)藥物化學(xué)的朋友估計(jì)就要舉著教科書(shū)問(wèn)了，書(shū)上說(shuō)，XX基團(tuán)會(huì)與蛋白質(zhì)形成共價(jià)鍵并表現(xiàn)出潛在毒性，在早期藥物研發(fā)過(guò)程中應(yīng)盡量避免。確實(shí)，一般來(lái)說(shuō)共價(jià)修飾藥物往往含有環(huán)氧或Michael受體結(jié)構(gòu)（如α，β-共軛不飽和結(jié)構(gòu)），代表性藥物如替尼類(lèi)抗腫瘤藥物

那么問(wèn)題來(lái)了，共價(jià)修飾是不是多見(jiàn)于抗腫瘤藥物研發(fā)中，其他疾病領(lǐng)域的藥物研發(fā)應(yīng)盡量避免呢？本君也經(jīng)常會(huì)被一些樂(lè)于思考的同學(xué)問(wèn)到這個(gè)問(wèn)題，索性今天就給大家盤(pán)點(diǎn)一下那些非腫瘤領(lǐng)域的共價(jià)修飾藥物。

第一個(gè)要講的經(jīng)典藥物首推奧美拉唑，一種質(zhì)子泵抑制劑，1988年于歐洲上市，廣泛應(yīng)用于多種胃病的治療。從化學(xué)結(jié)構(gòu)上看，奧美拉唑并不含有一些明顯的共價(jià)修飾基團(tuán)。有趣的是，起初人們根本并不認(rèn)為其存在共價(jià)修飾機(jī)制，直到1986年Lindberg等人才證明了奧美拉唑與H+,K+-ATPase形成二硫鍵的共價(jià)修飾機(jī)制。換句話說(shuō)，奧美拉唑在被批準(zhǔn)上市前兩年才搞清楚主要作用機(jī)制，這放在當(dāng)今的藥物研發(fā)申報(bào)環(huán)境簡(jiǎn)直不可思議。

第二個(gè)要講的經(jīng)典藥物就是氯吡格雷，該藥廣泛用于心腦血管疾病，是一個(gè)典型的需經(jīng)肝藥酶CYP450代謝活化的前藥。如下圖所示，氯吡格雷的代謝產(chǎn)物與P2Y12受體形成二硫鍵是其發(fā)揮藥效的重要藥理機(jī)制之一。

最后一個(gè)要介紹的可謂藥學(xué)界的第一“神藥”，那就是阿司匹林。幾乎每一個(gè)藥學(xué)專(zhuān)業(yè)，化學(xué)專(zhuān)業(yè)甚至高中生都知道這個(gè)藥的點(diǎn)滴故事。咱們要是開(kāi)貼講藥物發(fā)現(xiàn)史的話，阿司匹林的發(fā)現(xiàn)與應(yīng)用絕對(duì)夠?qū)憘€(gè)短篇小說(shuō)的。阿司匹林發(fā)揮藥效的作用機(jī)制之一則是對(duì)其靶點(diǎn)COX-2的Ser530殘基乙酰化修飾。這種共價(jià)修飾不像其他藥物整個(gè)接到了蛋白上，而是僅提供了乙酰基，正是這種對(duì)蛋白的共價(jià)修飾作用直接產(chǎn)生了藥效。學(xué)過(guò)生化的同學(xué)可能記得蛋白質(zhì)的乙酰化同磷酸化，泛素化一樣是一種重要的蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄后修飾過(guò)程，對(duì)許多病理生理過(guò)程有非常重要的影響。阿司匹林恰恰巧妙地實(shí)現(xiàn)了COX-2的乙酰化修飾過(guò)程。

當(dāng)然，除了上面提到的那些傳奇老藥以外，本世紀(jì)上市的一些新藥也不乏共價(jià)修飾藥物，比如治療2型糖尿病的Saxagliptin以及抗丙肝藥物Boceprevir等等，在此本君也就不一一枚舉啦。總之，隨著我們對(duì)藥物毒理學(xué)和結(jié)構(gòu)生物學(xué)的深入了解，共價(jià)修飾藥物仍然會(huì)有一片用武之地。也許若干年后，什么樣的共價(jià)修飾基團(tuán)在哪種生理環(huán)境下對(duì)哪些蛋白具有活性或毒性將被研究的越發(fā)透徹，活性與毒性的選擇性規(guī)律也更加清晰，藥物化學(xué)或許將迎來(lái)突破式發(fā)展。

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