细胞周期蛋白依赖性激酶（CDK）家族成员是在疾病环境中发现潜在抑制剂的有前景的分子靶标，它们的功能有所不同。CDK2，CDK4和CDK6直接调节细胞周期，而CDK9主要负责转录调控。在发现这些CDK的抑制剂过程中，与脱靶作用于其他CDK同源蛋白相关的毒性通常被视为临床应用缺陷，并阻碍了其进一步的治疗发展。为了提高疗效并降低毒性，本研究使用靶向蛋白水解的嵌合体（PROTAC）方法，设计并进一步优化了针对多个CDK的小分子降解物。结果表明，异双功能化合物A9选择性降解CDK2。发现了一种双降解剂化合物F3，它可以有效诱导CDK2（DC50：62 nM）和CDK9（DC50：33 nM）的降解。在人类前列腺癌PC-3细胞中，化合物F3通过有效阻断S和G2/M期的细胞周期来有效抑制细胞增殖。初步数据表明，基于PROTAC导向的CDK2/9降解有望成为一种有效的治疗方法。

能量优化（Minimization）：Discovery Studio中可基于CHARMm等一系列力场，以及包含GBSW等多种不同类型的隐式溶剂模型，对蛋白质、核酸、多糖、多肽、小分子以及相应的复合物进行能量优化。

DS CDOCKER是基于CHARMm的对接程序，采用soft-core potentials以及optional grid representation将配体分子与受体活性位点进行对接。

ref：Eur J Med Chem. 2020;187:111952  IF=4.833

链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0223523419311043

周期蛋白依赖激酶（CDK）属于丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，和周期蛋白cyclin协同作用，是细胞周期调控中的重要因子。其中CDK1,CDK2,CDK4和CDK6在真核生物细胞周期检查点调控中具有重要作用，CDK7，CDK8，CDK9，CDK12和CDK13负责转录调控。癌细胞中CDK的过表达与癌症密切相关，因而CDK成为与癌症相关的重要靶标。小分子CDK抑制剂曾用于各种癌症如乳腺癌、非小细胞肺癌、胰腺癌等治疗的临床研究，但是有限的疗效和严重的毒性限制了它们的临床应用。而出现的靶向蛋白水解的嵌合体（PROTAC）技术，可以直接诱导靶标蛋白降解，从而达到治疗癌症类疾病的目的。报道的CDK9降解剂THAL-SNS-032可以高效降解CDK9。有研究表明基于FDA批准的三个CDK4/6抑制剂Palbociclib、Ribociclib和Abemaciclib设计的降解剂可以选择性降解CDK4，CDK6或同时降解CDK4和CDK6。目前PROTAC技术已经用于很多激酶靶标。CDK2的泛素化可以有效抑制肿瘤细胞生长，靶向CDK2的降解探针的发现有助于深入了解CDK2功能和探索对于癌症的潜在干预治疗，因此，本研究基于CDK2蛋白的晶体结构（PDB ID:2VTH）利用Discovery Studio中的CDOCKER将AT-7519和FN-1501分别对接到CDK2结合位点，选择最优结合构象，分别模拟了两个配体分子与蛋白的复合物。Cereblon（CRBN）是CRL4泛素连接酶复合物的底物受体。LINKER的长度和CRBN配体的连接点还不确定，因此后续参考文献,基于AT-7519、FN-1501和CRBN配体设计并合成了全新的CDK小分子PROTAC降解剂，最后结合多种实验方法测定了PROTAC分子的生物活性，结果表明，设计的PROTAC化合物A9可以单独选择性降解CDK2，化合物F3可以同时降解CDK2和CDK9。在人类前列腺癌PC-3细胞中，化合物F3通过有效阻断S和G2/M期的细胞周期，在抑制细胞增殖方面具有高活性。

图一.  A：AT-7519(top)，FN-1501（bottom）与CDK2的结合模式

              B：基于AT-7519(top)，FN-1501（bottom）设计PROTAC分子

为什么选择Discovery Studio？

1.  DS CDOCKER 首先采用高温动力学的方法随机搜索小分子构象，随后采用模拟退火的方法将各个构象在受体活性位点区域进行优化，从而使对接结果更加准确。

2.   Discovery Studio中可基于CHARMm等一系列力场进行能量计算及能量优化；

3.   Discovery Studio应用广泛，操作简便，图形化界面十分友好，结果易于分析。

更多案例，请访问：www.neotrident.com