微管蛋白聚合和细胞分裂周期20同源物双靶点？

Cdc20是细胞周期相关蛋白之一，在细胞分裂周期中，Cdc20是纺锤体组装检查体的靶向物和有丝分裂后期促进复合体的正调控因子。由于细胞在有丝分裂期的阻滞是诱导肿瘤细胞死亡的有效策略，Cdc20代表了未来癌症治疗的潜在新靶点。Apcins是少数报道的Cdc20特异性抑制剂的化合物之一。2020年5月25日，中南大学湘雅药学院黄攀课题组在Medicinal Chemistry上发表的研究“Discovery of a Dual Tubulin Polymerization and Cell Division Cycle20 Homologue Inhibitor via Structural Modification on Apcin”中报道了2,2,2-三氯-1-芳基氨基甲酸酯衍生物作为Cdc20抑制剂在抑制癌细胞生长方面比Apcin有效得多。

为了进一步研究Apcin类似物与Cdc20相互作用。作者借助表面等离子体共振（SPR）测定了Cdc20与选定的强效小分子的结合亲和力，如图1所示。

Apcin有相对较弱的亲和力，KD=123uM（图1A)
7d与Cdc20的结合亲和力KD=49uM（图1B）
9f(005)与Cdc20的结合亲和力KD=119uM（图1C)
7b和9h由于溶解度有限，无法测定结合亲和力（图1D）

随后为了阐明7d和9f与Cdc20的潜在相互作用，作者对其进行了分子建模研究，如图2所示。结果显示7d和9f都是Cdc20抑制剂，它们都以与acpin相似的方向结合并在acpin位点内调节良好。

图2 7d(A)和9f(B)与Cdc20结合晶体结构对接模型。7d/9f（红色骨架）和acpin(绿色骨架，红色为氧，蓝色为氮，灰色为质子）的结构显示为带状图，其中关键残基标记为黑色，碳原子标记为灰色。
研究还发现衍生物9f可以浓度依赖方式抑制微管蛋白聚合，从而破坏微管动力学和结构，进一步干扰有丝分裂纺锤体的形成，阻断有丝分裂中后期的细胞周期，诱导细胞凋亡。为了进一步阐明9f是如何与微管蛋白相互作用的，作者利用分子操作环境（MOE）研究了9f与微管蛋白二聚体的潜在结合模式，如图3所示。

图3 9f与三种不同微管蛋白复合物的结合模