给大家分享一篇发表在JACS上的文章，题目为“Lysine-Reactive N‑Acyl‑N‑aryl Sulfonamide Warheads: Improved Reaction Properties and Application in the Covalent Inhibition of an Ibrutinib-Resistant BTK Mutant”，文章通讯作者为日本京都大学的Itaru Hamachi教授和他们课题组的Tomonori Tamura，他们课题组研究方向一方面为开发化学方法实现细胞中蛋白的选择性标记且不对蛋白功能产生较大影响，另一方面为化学刺激性响应超分子水凝胶的开发。

最近在开发靶向共价抑制剂（targeted covalent inhibitors, TCI）方面的成功激发人们对开发蛋白不可逆抑制剂作为药物的策略产生兴趣。TCI通常包括两个部分，一部分是选择性并可逆地与靶蛋白结合的配体，另一部分是与氨基酸形成共价键的亲电弹头。目前TCI取得成功的例子大多是用与半胱氨酸反应的弹头，但是该方法不能用于在结合口袋附近没有cys的蛋白，且如果靶蛋白发生突变则会增加靶蛋白对TCI的抵抗性，比如EGFR C797S和BTK C481S。所以需要开发用于共价修饰半胱氨酸以外的氨基酸的弹头。而赖氨酸通常被选为TCI另外一个可以被靶向的氨基酸，此前Hamachi课题组发现N-酰基-N烷基磺酰胺类化合物（NASAs）可以与赖氨酸发生反应。但是它也具有一定缺点，例如易水解、反应活性高故脱靶效应严重。因此这篇文章，作者就在NASA的基础上，对其进行改进，得到ArNASAs，表现出更好的稳定性以及较好的选择性。

为了解决NASAs稳定性差、反应性较高的问题，作者在甲基磺酰胺的N原子上引入了酰基和芳基取代基，并在芳基上带有EWG，来提高弹头结构的多样性，这些EWG在芳基的邻位上，作者期望邻位取代基可以增加弹头的位阻效应，或许会改善弹头的稳定性和反应性。于是他们合成了13个ArNASAs，并检测了它们的稳定性，发现相比于NASA，ArNASAs的稳定性都有较大提高，在pH=8的水溶液中，半衰期明显延长，且ArNASAs的水解速率与N-酰基上C原子的正电荷相关。之后，作者检测了这些ArNASAs在lysate里面标记时的背景信号，发现ArNASAs的蛋白质组反应性都很低，不如NASA那样有很强的标记信号。

之后，为了验证ArNASAs弹头与靶蛋白形成共价键的能力，作者选择HSP90及其配体作为模型进行研究，他们合成了具有靶向HSP90配体的化合物2a-2n，其中2a是以NASA为弹头，其他的是ArNASAs为弹头，在纯蛋白水平，ArNASAs都表现出了对HSP90的共价标记，且2i、2k、2l表现出比2a更好的反应速率，且同样修饰在了58位的lys上。之后，作者检测了以AeNASA为基础的HSP90共价抑制剂在活细胞中对HSP90的抑制效果，相比于2a,基于ArNASA的抑制剂都表现出了不受FBS影响的对HSP90的共价抑制效果。

最后，作者探究了ArNASA弹头共价抑制BTK（C481S）突变体的能力。作者先基于BTK(wt)与ibrutinib的晶体结构发现口袋中有两个可靶向的lys，于是基于结构设计了一系列基于ibrutinib具有ArNASA弹头的化合物，实现了在活细胞中抑制BTK(C481S)。

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.3c08740

文章引用：DOI：10.1021/jacs.3c08740