密歇根大学王少萌课题组发现EED小分子抑制剂EEDi-5285

2020-07-14 药物化学前沿

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新发现来了！

背景

Polycombgroup（PcG）是一个蛋白质家族，通过转录抑制作用诱导细胞分化。在哺乳动物中，PcG蛋白是两种主要的转录抑制复合物PRC1和PRC2的一部分。PRC2复合物由三种蛋白质组成：催化亚基EZH2（Zeste基因增强子同源物2），EED（胚胎外胚层发育蛋白）和SUZ12（Zeste12同源物1抑制因子2）。PRC2充当转录的表观遗传调节剂，并在多种生物学过程（例如干细胞维持和DNA修复）中起主要作用。

EZH2是最广泛研究的组蛋白甲基转移酶，可以催化H3K27的甲基化，而EZH2的催化活性需要另两个PRC2组成部分EED和SUZ12的参与。而EED可以通过结合到三甲基化的H3K27增强PRC2的酶活性，SUZ12或EED的缺失将完全废止PRC2的功能。

PRC2的失调与多种人类癌症密切相关，抑制PRC2活性成为治疗癌症的重要方法。抑制PRC2活性的其中一个方式是发展EZH2小分子抑制剂，如处于临床研究的化合物1-3，其中化合物2（Tazemetostat）于2020年被FDA批准用于上皮样肉瘤的治疗（该小分子在20200502推文中有更加详细的介绍）。

但由于EZH2的继发突变致使耐药性的发生，因此靶向EED的变构位点提供了可替换的PRC2活性抑制方法。目前代表性的抑制剂如4-6，但仅诺华发现的MAK683进入了临床I/II期实验。

密歇根大学王少萌课题组近日报道了EED小分子抑制剂EEDi-5285的发现，这是到目前为止报道的体外活性最高，临床前体内最有效的EED抑制剂。

优化过程

共晶结构：小分子的设计基于EED226与EED的共晶结构。共晶结构显示，EED226的呋喃嵌入四个芳香残基形成的疏水口袋，并与Arg367的胍基形成阳离子-π相互作用，和Tyr367形成边对面堆积作用，而缺电子的母核与富电子的Tyr148和Tyr365残基形成π-π相互作用，母核另一侧的甲基磺酰基苯暴露于溶剂区，其中甲基与Pro95形成疏水相互作用，苯基与Phe97形成边对面相互作用。值得注意的是，连接至母核的NH(5位)及呋喃与Asn194的羰基氧形成氢键相互作用，母核的N2与Lys211侧链也形成了另一个氢键。

第一次优化：王少萌课题组将缺电子的三唑并吡啶母核替换为更加富电子的咪唑并嘧啶，因此首先在母核上引入吸电子基团以增强与富电子的Tyr148和Tyr365的π-π相互作用。得到的化合物8活性最佳。选择其作为先导化合物以进一步优化。

第二次优化：呋喃是主要的代谢部位，因此将呋喃替换为系列芳香环，并且为了更深入的探索呋喃嵌入的较深的结合口袋，将苯环替换为富电子的双环系统。得到活性进一步提高的化合物18。

第三次优化：基于化合物18，将吸电子基团乙酸乙酯替换为甲基砜得到活性继续提高的化合物21。

第四次优化：基于化合物21，研究者也进一步修饰了暴露于溶剂区的甲基磺酰基苯，并且为了提高化合物的溶解性，将苯环替换为吡啶，吡唑及饱和非芳香性的脂肪环，发现替换为非芳香脂肪环后活性有所下降，而吡啶取代最佳，其中28(EEDi-5285)和32(EEDi-1056)最具代表。

PK&PD研究

PK数据显示EEDi-5285和EEDi-1056在小鼠中就有杰出的PK性质，在KARPAS422小鼠异种移植模型中，EEDi-5285和EEDi-1056均以口服50/100mg / kg的剂量实现了肿瘤的完全消退。值得注意的是，在停止治疗72天后仍未观察到肿瘤的再生。在整个实验过程中，两种化合物均未致使小鼠体重减少。

总结

今年1月份，全球首个EZH2抑制剂Tazemetostat获FDA批准上市，用于不适用于手术切除的转移性或晚期的上皮样肉瘤，一时间，EZH2，这一表观遗传抗肿瘤领域研究的热门靶点被再推风口，但EZH2的继发突变不容忽视，因此EED这一可替换的PRC2活性抑制靶点有望成为一个新的热点。

参考文献

Rohan Kalyan Rej, etal. EEDi-5285: An Exceptionally Potent, Efficacious, and Orally ActiveSmall-Molecule Inhibitor of Embryonic Ectoderm Development. J.Med. Chem. 2020, 63, 13, 7252–7267.