【First-in-class药设系列】泛素蛋白靶点USP7首个变构小分子新鲜出炉！

USP7是非常重要的抗肿瘤药物靶点，但由于该靶点所在家族的传统药物开发位点比较保守，因此其小分子开发遇到了靶点选择性的瓶颈。本篇报道了USP7靶点首个变构小分子，其在很好地解决了靶点选择性的问题同时有很好的活性，具有极大的开发潜力。

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USP7是一个非常重要的抗肿瘤药物开发靶点，它的别名是HAUSP，属于人类去泛素化酶（DUBs）家族，去泛素化酶通过蛋白水解或去除泛素链来逆转E3连接酶的泛素活性，从而调节蛋白的稳定性。这个靶点非常具有吸引力，它能够稳定多个在Cancer中起重要作用的蛋白，例如MDM2。

Hybrigenics和Progenra两家公司研发了第一代的USP7抑制剂，虽然这些化合物药理性质十分一般，其靶点选择性也比较差，但是由于这些分子已经被证明可以诱导MDM2的降解同时恢复p53蛋白的水平，并能使得肿瘤细胞系和动物模型中的肿瘤细胞凋亡，因此人们对USP7的研究从未间断。也就是说，USP7这个靶点的有效性已经得到了充分的证明，但由于无法开发出具有较高选择性+活性的小分子，因此遇到了开发瓶颈。10年时间过去了，至今已经出现了几个更有效和更具选择性的USP7抑制剂，但似乎没有哪个能与本篇所介绍的Gavory等人所报道的通过变构效应发挥作用的分子相比。

Gavory等人使用了基于结构的药物设计方法，通过组合已有的第一代抑制剂以及分子碎片库的方法 (图 1a)，在催化位点远端的变构结合位点得到了具有较高活性的小分子(IC50=0.3 uM),。然后，基于该变构位点的蛋白结构，他们使用药物合理设计方法得到了更有效的化合物 (IC50=6 nM)。

图1. 级联筛选，用来识别小分子和蛋白质的脱泛素酶抑制剂。

由于没有结合在USP7的传统结合位点，这个小分子在细胞实验中可以选择性地与USP7相互作用，但不会和其他此类家族的蛋白发生作用。体外试验也表明，在对38个人类DUBs、63个其他蛋白酶和49个代表性激酶进行实验后，该化合物对USP7靶点具有很高的选择性。

该化合物的成功是源于什么？这与它的变构抑制机制有关。USP7蛋白在发挥功能时蛋白构象会发生变化，而这个化合物利用了变化的构象，但是目前该变构抑制剂的机制还需要进一步的酶学实验以及不同状态下的USP7蛋白晶体结构等进行进一步研究。

对USP7的变构抑制剂的发现是非常令人兴奋的，因为在此家族中，传统的底物位点 具有很高保守性，而这个成功说明了该靶点其他家族的成员也可以使用类似的方法。

参考文献：

Zhang W, Sidhu S S. Drug development: Allosteric inhibitors hit USP7 hard[J]. Nature chemical biology, 2018, 14(2): 110.

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