科学家们利用构象调节来解决RIPK3抑制剂“靶凋亡毒性”问题

中国科学院上海药物研究所研究员许叶春团队与研究员赵强团队合作，通过分析受体相互作用蛋白激酶3(RIPK3)突变体逆转枯萎的构象调节机制，合理设计获得了高选择性非枯萎抑制剂，并首次揭示了其新的靶向组合点，为精确治疗脓毒血症、病毒性肺炎等炎症性疾病提供了更安全的先导化合物，为激酶非催化功能的动态构象调节开辟了新的范式。5月8日，相关研究结果发表在《自然通讯》上。

RIPK3是调节坏死死亡信号通路的关键因素。过去的研究表明，当各种框架类型的RIPK3抑制剂达到有效的抗坏死剂量时，半胱天冬酶-8通常会意外激活(caspase-8)依赖的枯萎通道会产生严重的毒副作用。目前，没有一种普遍有效的策略来系统地处理RIPK3抑制剂的“靶向枯萎毒性”问题，这也成为RIPK3药物研发的关键挑战。

GSK“872”是一种高度选择性的RIPK3抑制剂，RIPK3 R69H突变可以逆转其组合引起的枯萎毒性。研究小组以此为出发点，分析了RIPK3野生和R69H突变体与GSK872复合物之间的晶体结构，发现R69H突变破坏了二聚界面的关键氢键，显著削弱了激酶结构域的二聚相互作用。

结构分析表明，R69H突变位于RIPK3激酶结构域αC螺旋相邻区域，GSK'872噻唑环正好朝向该位置。可以推断，预计在该区域引入疏水替代基有望模拟R69H构象效应。基于此，研究人员设计并合成了LK01001、LK01002、LK01003和LK01045等化合物。这些化合物具有很强的RIPK3抑制能力，在各种细胞模型中具有优异的抗坏死活性，半胱天冬酶-3在高达50微摩尔浓度的情况下没有被激活(caspase-3)，安全窗口明显扩大。

研究人员对RIPK3和LK01003复合物的晶体结构进行了进一步的分析，发现LK01003引入的环戊基诱导αC螺旋和DFG基序的构象发生变化，影响R69侧链的构象，从而抑制激酶结构域的二聚过程。其构象调节机制与R69H突变高度一致。此外，LK01003在379种激酶中具有很高的选择性，这明显优于GSK'872。

值得一提的是，研究小组对RIPK3抑制剂PP2和Zharp-99进行了结构改造，这些PPK3抑制剂已知具有“靶死亡毒性”，并通过引入疏水基团占据新位点获得了两种新型化合物。结果表明，新化合物不仅可以有效抑制RIPK3激酶活性，阻止坏死性死亡，还可以避免“靶死亡毒性”。

研究小组表示，该策略可以作为一种通用的设计策略，以避免“目标凋亡毒性”，并为开发更安全、更有选择性的RIPK3抑制剂提供明确的结构依据和理论支持。