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高清志
博士，天津大学药物科学与技术学院教授，天津市现代药物传递及功能高效化重点实验室主任。天津滨海新区海外高层次人才（2010），天津市国家级高层次人才（2011），中组部国家级高层次人才（2014）。主持和参与国家“十二五”重大新药创制项目、国家 973 项目、国家重点研发计划、天津抗癌重大专项和自然科学基金等科研项目。发表 SCI 学术论文 30 余篇，申请和获得新药发明专利 10 余项。主要从事靶向创新药物的设计理论、新靶点发现、药物靶向传递分子机制等研究。
N-肉豆蔻酰基转移酶抑制剂的研究进展PPS
赵传武 1, 2，张雪娇 2，杨汉煜 1, 2，高清志 1, 2*
（1. 天津大学药物科学与技术学院 天津市现代药物传递及功能高效化重点实验室，天津 300072；2. 石药集团中奇制药技术（石家庄）有限公司，河北 石家庄 050035）
[摘要] N-肉豆蔻酰基转移酶（NMT）存在于真菌和原生动物等真核生物中，N-肉豆蔻酰基化是一种由 NMT 催化的蛋白质脂质修饰和共翻译修饰过程，其在信号级联转导、膜泡运输和蛋白定位等细胞进程中发挥重要作用。研究证实，NMT 对真菌、寄生虫、病毒和肿瘤细胞的存活至关重要，是一个具有前景的抗真菌、抗寄生虫、抗病毒和抗癌新靶点。综述以 NMT 为靶点的小分子抑制剂的研究进展，为开发新型 NMT 抑制剂提供参考。
近年来，寄生虫病、系统性真菌感染和癌症等疾病严重威胁着人类的生命健康。疟疾是一种由疟原虫属原生动物寄生虫引起的传染病，目前青蒿素联 合 疗 法（artemisinin-based combination therapies，ACTs）是世界卫生组织（World Health Organization，WHO）推荐的疟疾治疗方法。全球首例青蒿素耐药病例出现在柬埔寨，此后其耐药形势日益严重。研究发现，疟原虫的 Kelch13 基因发生突变，导致Kelch13 蛋白及其相互作用物活性降低，减少了血红蛋白的内吞作用，进而减少了对青蒿素及其衍生物的激活，最终导致疟原虫对青蒿素及其衍生物的抗药性 [1-2]。抗真菌药如两性霉素 B 存在严重的肾毒性，咪唑类（酮康唑、联苯唑、克霉唑和咪康唑等）和三唑类（伊曲康唑、伏立康唑和氟康唑等）也因其长期广泛使用，逐渐出现耐药菌株，导致治疗失败日益增多。近年来治疗癌症的药物包括化疗药、靶向小分子药物、单抗和抗体偶联药物尽管取得了长足发展，但癌症治疗领域仍有未被满足的临床需求，临床在研阶段的药物或上市药物仍存在缺点，如缺乏足够疗效、药物相关不良反应、严重的药物相互作用或耐药性等 [3-5]。为克服上述缺点，迫切需要开发具有新作用机制的药物，其中 N-肉豆蔻酰基转移酶（N-myristoyltransferase，NMT）作为新药物靶点，已成为研究抗真菌剂、抗寄生虫剂和抗癌药的新方向。本文简介了蛋白质 N- 肉豆蔻酰基化及各类型 NMT 的结构，从药物化学角度总结了近几年NMT 抑制剂的研究进展，为研究新一代高效、低毒的 NMT 抑制剂提供参考。
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蛋白质N-肉豆蔻酰基化及N-肉豆蔻酰基转移酶的结构
蛋白质脂质化修饰是一种复杂的蛋白质翻译后修饰（protein translational modifications，PTMs），主要通过脂肪酸、胆固醇、异戊二烯、磷脂和糖基磷脂等与蛋白质/多肽共价结合，增强自身的稳定性，同时增加蛋白质对质膜的亲和力，进而影响蛋白质的定位、稳定性、结构和功能 [6]。疾病的产生通常与某些蛋白高表达或脂质代谢异常有关，不同的脂质化会影响靶蛋白的疏水性和表面正电荷强度等方面，从而导致靶蛋白生理特性显著差异，如其构象、运输、定位和对辅因子的结合亲和力 [7]。
豆蔻酰化是细胞内蛋白发生的常见脂化修饰之一，蛋白质 N 端肉豆蔻酰化是 NMT 催化肉豆蔻酸从肉豆蔻酰基辅酶 A（myristoyl-coenzyme A，MyrCoA）到含有N-末端甘氨酸的蛋白质底物的不可逆共翻译转移过程，该过程遵循有序的双-双反应机制。NMT 首先特异性识别 Myr-CoA 并与其结合形成二元复合物；其次，结合 Myr-CoA 后形成功能性的肽类底物结合位点；最后可发生豆蔻酰化的蛋白与上述二元复合物的肽类底物结合位点结合，肉豆蔻酸盐通过亲核加成-消除反应转移到蛋白底物上，最终释放辅酶 A 和肉豆蔻酸盐化蛋白 [8]。目前，已知的可发生豆蔻酰化的蛋白包括病毒蛋白、激酶、二磷酸鸟苷结合蛋白和磷酸酶等多种蛋白，其主要参与信号转导、囊泡转运、肿瘤形成和病毒成熟等多种生物学过程。
NMT作为蛋白质N端肉豆蔻酰化反应的关键酶，在真核生物中普遍存在，但在原核生物中尚未见，在大多数哺乳动物中表达 2 种同工酶。目前 NMT 抑制剂在抗真菌、抗寄生虫和抗癌等领域均有报道 [9-10]。研究表明，白色念珠菌和新型隐球菌在无 NMT 的情况下不能在体外存活 [11]。人 NMT（HsNMT-1和 HsNMT-2）在大多数组织中表达，且对细胞存活、免疫调节和人类免疫缺陷病毒 1 型（human immunodeficiency virus type 1，HIV-1）感染至关重要[12]。研究还表明，NMT 在乳腺癌、肺癌、卵巢癌、结肠直肠癌、胆囊癌和脑肿瘤中有过度表达 [13-14]。
不同物种间 NMT 蛋白的序列一致性差别较大。以人的 NMT 序列为模板研究发现，人与真菌和各种寄生虫类种属一致性较低，HsNMT 与酿酒酵母 NMT（Saccharomyce cerevisiae NMT，ScNMT）序列一致性仅 34.5%，与利什曼原虫 NMT（Leishmania major NMT，LmNMT）、间日疟原虫 NMT（Plasmodium
vivax NMT，PvNMT）和杜氏利什曼原虫 NMT（Leishmania donovani NMT，LdNMT）序列一致性分别仅为 37.6%、52.7% 和 38.4%[15-16]。然而 NMT均具有非常相似的蛋白折叠特征：鞍状 β-片层结构跨越蛋白的核心区域，其两侧被 α-螺旋所包围，三维结构内部具有假对称性（见图 1）。NMT 主要有 Myr-CoA 和肽 2 个结合区域，其中 Myr-CoA 结合区域位于 NMT 的 N 端，肽结合区域位于 NMT 的C 端。在 Myr-CoA 结合区域，Myr-CoA 分子中硫酯羰基通常与 Phe 和 Leu 氨基酸残基主链上的氨基形成一个“氧阴离子穴”，末端脂肪链部分落入由Trp15、Leu169、Val192、Trp198、Tyr202、Leu208和 Tyr404 等氨基酸残基组成的疏水口袋中，脂肪链的远端部分与 α-螺旋 C 反向平行，并与 β-折叠 f 平行，Myr-CoA 结合位点在不同种属间相对保守（见图 2）。在 Myr-CoA 与 NMT 结 合 之 后，Ab-loop区域的构象变化起到类似“开关”的作用，在不同的结构之间具有可变的构象，可部分封闭未络合物结构中的 Myr-CoA 和肽结合位点，对 NMT 催化效率至关重要。此外，B'A'-loop 也发生构象变化，与Ab-loop 共同相互作用，参与豆蔻酰化反应的全过程 [17]。与抑制剂结合形成的三元复合物（ScNMT：NHM：SC58272） 与 二 元 复 合物（ScNMT：Myr-CoA）的整体结构相似，抑制剂的结合并未引起肽结合位点区域的实质性构象变化，只是少数残基的侧链发生微小的调整（见图 2 和图 3）。这些结果表明，肽结合位点具有刚性的特点，抑制剂必须具有合适的结构和化学性质才能与其最有效地结合，这与迄今报道的 NMT 抑制剂大多数为靶向肽结合口袋相一致。NMT 蛋白序列一致性分析也说明不同种属之间肽结合口袋的肽结合序列具有多样性和特异性 [14]， 为研究特定的选择性 NMT 抑制剂奠定了基础。
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N-肉豆蔻酰转移酶抑制剂
目前已有较多 NMT 小分子抑制剂被报道，直接作用于 NMT 的小分子抑制剂尚未上市，但其临床前研究和临床试验已取得令人满意的结果。根据结构类型不同，可将 NMT 抑制剂分为磺酰胺类、吡啶苄醚类、氮杂环丁烷嘧啶类、羟基吡咯烷类、喹啉类、嘧啶并环类、2H-1，4-苯并噁嗪-3（4H）-酮类、苯并呋喃类、苯并噻吩类和苯氧乙基吡唑类及其他类型。
2.1 磺酰胺类
Wyatt 课题组通过高通量筛选得到一类吡唑磺酰胺类 NMT 抑制剂 [15, 18]，其中化合物 DDD64558（1）对布鲁氏锥虫 NMT（Trypanosoma brucei NMT，TbNMT）和 HsNMT1 的 IC50 分别为 1.9 和 22 μmol · L-1，表明该化合物对 HsNMT 有一定的选择性；此外，通过体外抗寄生虫活性检测，该化合物表现出对布鲁氏锥虫的中等活性（IC50 = 21 μmol · L-1）。对 DDD64558 进行构效关系研究发现：1）吡唑 1位甲基取代基替换为正丙基或异丙基或无甲基取代基时，化合物活性明显减低，将三甲基吡唑替换成芳香类（如吡唑、吡啶、咪唑并吡啶、甲基吡啶、3，5-二甲基异唑、3，4-二甲基异唑、苯基和苄基等）取代基时，化合物活性均显著降低。2）将三甲基吡唑替换为6位取代喹啉或5位取代吲唑类衍生物时，部分化合物活性仍保持或提高 [19]。3）磺酰胺结构是保持活性所必需的基团，将磺胺结构替换成酰胺类、反转磺酰胺、胺类、醚类结构时，所形成的化合物的 IC50 均大于 100 μmol · L-1，但磺酰胺结构的氮原子上引入甲基则活性保持。4）芳基区改造主要探索新的相互作用，在芳环的邻位、对位或间位可连接不同类型取代基，其中 2，6-二氯苯基取代基是保持较高活性的最佳选择。
为进一步提高化合物活性， 研究人员在DDD64558 骨架 上引入氢键供体片段，增强配体与蛋白的相互作用，进而优化得到高活性的DDD85646（2）、PCLX-001（3）、化 合 物 4、化合物 5 和化合物 6，其中 LmNMT、Myr-CoA 与DDD85646 三元复合物的晶体结构（PDB：2WSA）揭示了吡唑磺胺类化合物与 LmNMT 的相互作用机制 [18]。DDD85646 的三甲基吡唑基团占据蛋白的疏水口袋，其中吡唑基团上 N 原子与 Ser330 的侧链羟基形成氢键相互作用，吡唑 N-甲基基团与 Val81的侧链相互作用，并与 Phe90 存在 π-π 堆积相互作用。磺酰胺基团通过水分子介导与 His219 的侧链以及 Asp396 和 Gly397 的骨架氨基形成氢键作用，吡啶基氮原子与 Gly205 的氨基之间形成了水介导的氢键作用，哌嗪环氮原子通过水分子与周围的氨基酸残基 Tyr92、Tyr80、Asn167 侧链和 Leu421形成网状氢键作用（见图 4 和图 5）。DDD85646对不同 NMT 均显示出强抑制活性，DDD85646 具有较低的血液清除率（CLb = 6 mL · min-1 · kg-1）、较低的表观分布容积（Vd = 0.4 L · kg-1）、适宜的半衰期（t1/2 = 1.2 h）和口服生物利用度（F = 19%）。在人类非洲锥虫病布鲁氏锥虫急性小鼠模型中，DDD85646 给药剂量为 12.5 mg · kg-1（bid），连续给药 4 d，结果显示对雌性海军医学研究所（Naval Medical Research Institute，NMRI）小鼠的治愈率是 100%[15]。
NMT 蛋白在肿瘤细胞中常伴有高表达，因此NMT 可作为抗肿瘤靶点，PCLX-001 是 DDD85646的类似物，不仅对寄生虫和真菌的 NMT 具有高抑制活性 [20-21]，且是目前唯一进入临床阶段的磺酰胺类化合物。临床前研究表明，PCLX-001 对血液瘤和淋巴瘤细胞系更敏感，在免疫缺陷小鼠模型中可显著抑制肿瘤的生长。作用机制研究表明，在 B 细胞淋巴瘤模型中，PCLX-001 可抑制对生存至关重要的早期 B 细胞受体（B-cell receptor，BCR）的信号传导，且可消除 Src 家族激酶的豆蔻酰化，还可促进非豆蔻酰化的 BCR 效应蛋白降解，包括骨髓细胞瘤病毒癌 基 因（cellular-myelocytomatosis viral oncogene，c-Myc）、 核 因 子 κB（nuclear factor kappa-B，NFκB）和 磷 酸 化 细 胞 外 信 号 调 节 激 酶（phosphoextracellularsignal-regulated kinase，P-ERK）， 导致体外和异种移植模型的肿瘤细胞死亡 [22]。在一项复发性弥漫性大 B 细胞淋巴瘤（diffuse large B-cell lymphoma，DLBCL）女性患者口服 PCLX-001 的Ⅰ期剂量递增研究中，该化合物的药代动力学支持每日口服给药，药效学研究提示每日超过 20 mg 的剂量才会引起正常组织毒性 [23]。
非洲锥虫病（human African trypanosomiasis，HAT）前期临床表现为发热和淋巴结炎，后期则以脑膜脑炎为主的中枢神经系统受累为特征。因血脑屏障可阻止多种物质进入大脑，对于出现后期症状的 HAT 亟需可透过血脑屏障的药物。Brand 等 [21] 对DDD85646 进行优化改造，将分子中的吡啶基和哌嗪基分别替换为碳链和 N-甲基哌嗪，提高了分子的脂溶性。分子对接显示，化合物 4 末端哌嗪环可与C 端氨基酸残基保持较强的氢键作用，然而化合物4 的脑血比小于 0.1。对磺酰胺的 NH 进行 N-二氟甲基化，可减少分子内氢键供体数目，得到化合物 5，化合物 5 显示出较低的分子极性表面积（PSA = 58 Å2），脑血比提高至 1.6，在布氏锥虫感染第 2阶段（神经系统感染阶段）小鼠模型中表现出一定的疗效。然而，化合物 5 的 hERG 钾通道抑制活性较强（IC50 = 0.6 μmol · L-1），对 NMT 选择性不佳，导致未对该化合物进行深入研究。
Harrison 等 [19] 设计开发了具有高选择性的NMT 抑制剂化合物 6，该化合物保留了可与 C 端氢键作用的碱性片段，将三甲基吡唑替换为吲唑基团时，同样保持了与 Ser330 的氢键作用不降低活性，化合物 6 获得了突出的选择性（S = HsNMT IC50/T.brucei EC50 = 47）、良好的药代动力学特性（AUC0-8 = 2 900 μg · min · mL-1，Cmax = 11 μg · mL-1，Tmax = 1 h）和较高的耐受剂量（最大耐受剂量＞ 300 mg · kg-1，po，bid，3 d）。为克服血脑屏障，在布氏锥虫感染第 2 阶段通过选择性成纤维细胞多药耐药 1a（cardiac fibroblasts1 multidrug resistance 1a，CF1 mdr1a）缺陷雌性小鼠模型，获得了化合物 6完全治愈布氏锥虫感染第 2 阶段的口服剂量方案（50 mg · kg-1，bid，5 d），提示 NMT 可作为 HAT 后期药物研发的潜在靶点。此外，研究人员对化合物 5进行结构改造得到化合物 7，化合物 7 表现出优异的脑血比（1.9），选择性 S 为 79，然而化合物 7 心血管安全窗口较窄，未开展进一步研究。
2.2 吡啶苄醚类
研究表明，常用评价血脑屏障透过性质的实验参数建议为极性表面积（polar surface area，PSA）小于 90 Å2，氢键供体数量小于 3，脂水分配系数（cLogP）为 2 ~ 5，脂水分布系数 [cLogD（pH 7.4）]为 2 ~ 5，相对分子质量小于 500 [24-25]。吡唑磺酰胺化合物 DDD85646 的 PSA 为 101 Å2，Bayliss 等 [26]将吡唑磺酰胺片段替换为吡啶苄醚类基团得到系列化合物，其中化合物 8 的 PSA（50 Å2）显著降低，脑血比提高到 1.9，但 NMT 抑制活性显著降低，推断该系列化合物缺少与组氨酸的关键氢键作用。
2.3 氮杂环丁烷嘧啶类
Bell 等 [27] 在辉瑞公司化合物库中利用高通量筛选发现了一类氮杂环丁烷嘧啶结构的 NMT 抑制剂。其中，化合物 9 和 10 显示出有效的抗恶性疟原虫活性，其 IC50 分别为 0.48 和 1.7 μmol · L-1，且表现出对HsNMT 的选择性。Imperial college 创新公司等 [28] 公布了一项氮杂环丁烷嘧啶类 NMT 抑制剂专利，主要用途涉及癌症、病毒及微生物感染等疾病，代表化合物 11 既能有效抑制恶性疟原虫 NMT（Plasmodium falciparum NMT，PfNMT）活性，也能对肿瘤细胞表现出纳摩尔水平的抑制活性。此外体内药效表明，在 6 ~ 8 周龄雌性 CB17/ 严重联合免疫缺陷（severe combined immunodeficiency，SCID）小鼠皮下移植脱氧羟脯氨酸羟化酶-2（deoxyhypusine hydroxylase-2，DOHH-2）淋巴瘤模型中，给药剂量为50 mg · kg-1（qd，po），连续给药 9 d，肿瘤明显消退。
2.4 羟基吡咯烷类
Hutton 等 [29] 通过分析辉瑞公司报道的两类高效LdNMT 抑制剂（12 和 13）蛋白晶体复合物（PDB：4CGN 和 PDB：4CGL）发现，化合物 12 与 LdNMT的氢键相互作用主要有：1）哌啶环与 C 端 Leu421的氢键；2）酰胺键羰基与 Tyr345 和 Asn376 的氢键。化合物 13 与 LdNMT 的氢键相互作用主要有：1）氨基与 Thr203 和 Asn167 的氢键作用；2）羰基与Thr203 的氢键作用；3）羟基与 Leu421 和 Tyr326的氢键作用。利用分子杂交策略改造后的化合物 14 具备化合物 12 和化合物 13 两者的氢键作用，因此，化合物 14 表现出更优异的 LdNMT 抑制活性，但对杜氏利什曼原虫细胞无明显抑制活性，这可能是其透膜性差导致的。
2.5 喹啉类
Goncalves 等 [30] 利用高通量筛选发现了一类PvNMT 喹啉抑制剂，其中化合物 15 对 PvNMT 的Ki 值较高，但对 HsNMT1 没有选择性。进一步优化得到的化合物 16 溶解性和脂溶性均得到改善，对 PvNMT 表现出微摩尔水平活性，对 HsNMT 的选择性高于化合物 15，但化合物 16 对 PfNMT 无抑制活性。通过对喹啉环 3-位、4-位和 6-位取代基进行优化发现 [31]，喹啉环 3-位引入酰胺类稳定取代基，该类化合物的 NMT 抑制活性未见明显提高，喹啉环4-位引入-SCH2CH2CN或-SCH2CH3基团，该类化合物的活性较好，喹啉环 6-位引入苄氧基吡啶脂肪胺（哌嗪、乙二胺等）片段（如化合物 17 和化合物 18）则显著提高抗恶性疟原虫的活性 [31]，这是化合物 17 和化合物 18 末端碱性中心与 NMT 蛋白 C 端氨基酸残基保持强氢键作用产生的，然而化合物 17 和化合物 18 对 HsNMT 选择性变差。有研究表明，配体诱导 Tyr211（PvNMT）构象变化可以获得疟原虫对 HsNMT 的选择性 [32]，喹啉系列化合物 4-位取代基与 Tyr211 存在相互作用，进一步优化 4-位取代基可能是该系列化合物未来研究的方向。
2.6 嘧啶并环类
Bell 等 [33] 报道了一类嘧啶并环类 LdNMT 抑制剂，主要的构效关系：1）母核骨架可选择嘧啶并噻吩、嘧啶并苯环和嘧啶并吡啶，嘧啶并咪唑和单环嘧啶骨架不可取。2）母核 2 位优选 1-甲基-4-（甲氨基）哌啶取代基，C2 取代基必须含有末端碱性中心，且碱性中心必须与嘧啶并噻吩骨架保持特定的构象，这样化合物才能与 LmNMT 肽结合口袋保持最佳作用模式。C2 取代基的第一个氮取代基不可选择大位阻取代基，优选甲基取代基。3）母核 4 位优选氨基丙腈类取代基和 N-甲基乙基胺取代基。4）母核 6位可选自叔丁基、溴取代基、甲氧基、芳基和吡唑磺酰胺取代基。5）母核 7 位取代基不可选择甲氧基取代基。其中化合物 19 表现出中等抗利什曼原虫活性，值得注意的是化合物 19 对 LdNMT 的选择性（＞ 660 倍）高于 HsNMT1。
2.7 2H-1, 4-苯并噁嗪-3（4H）-酮类
Spinks 等 [34] 报道了一类 2H-1，4-苯并噁嗪-3（4H）-酮骨架 NMT 抑制剂。其中，化合物 20的相对分子质量小，改造空间大。分子对接显示，化合物 20 吗啉酮环上的羰基与 Ser330 有氢键作用。该类化合物骨架的构效关系表明，母核结构 7位或 8 位引入取代基可保持与化合物 20 相当的抑制活性，其他位置取代则均无抑制活性。围绕母核骨架 7 位和 8 位进行改造后，系列化合物 21 ~ 26 显示出对布氏锥虫纳摩尔级抑制活性，这说明化合物 21 ~ 26 末端的碱性中心对提高活性至关重要，但系列化合物对 HsNMT 的选择性略低（化合物 24 为 69 倍除外），未来需要在选择性上进一步优化。
2.8 苯并呋喃类
Liang 等 [35] 设计并合成了一系列苯并呋喃-三唑类化合物。该系列化合物对新生隐球菌和耐氟康唑红色毛癣菌表现出一定的体外抗真菌活性，其中化合物 27 的活性相对突出。分子对接显示，该系列化合物苯并呋喃环位于由 Tyr225、Tyr354 和Leu394 残基组成的疏水口袋中，并与 Tyr225 形成π-π 相互作用，二氟苯基片段与 Phe115、Phe240 和Phe339 残基形成疏水相互作用，苯基三唑侧链伸展到由 Phe117、Tyr119 和 Phe176 构成的疏水口袋中，苯并呋喃环上的氧原子与 His227 形成氢键。另一方面，在三唑和 Leu451 之间未见氢键作用，这导致该系列化合物具有较弱的抗白色念珠菌作用。Xu等 [36] 设计开发了一类含氨基脲结构的苯并呋喃衍生物，其中化合物 28 和化合物 29 既对白色念珠菌、烟曲霉和红色毛癣菌均表现出良好的抗耐药真菌活性，又对白色念珠菌耐氟康唑菌株表现出抗真菌活性。
2.9 苯并噻吩类
Rackham 等 [37] 设计并合成了一系列抗恶性疟原虫和抗间日疟原虫的苯并噻吩类 NMT 抑制剂。该类抑制剂在体外表现出抗寄生虫活性，对 HsNMT1具有良好的选择性和优异的配体效率。其中化合物 30 在体外显示出非常有效的抗寄生虫活性。将母核苯并噻吩骨架替换为苯并呋喃时，化合物的抑制活性有所降低，因此以化合物 30 为先导化合物改造后得到化合物 31，化合物 31 在该系列中显示出较强的抗疟原虫活性，并对 PvNMT 的亲和力比对 PfNMT 高 10 倍。然而，化合物 30 和化合物31 存在不稳定酯基，可能存在未知的代谢稳定性问题。此外，上市药物统计结果显示化合物理想的配体效率依赖性亲脂性（ligand efficiency dependent lipophilicity，LELP）值小于 10[38]，鉴于化合物 31 的 LELP 值偏大，研发人员利用电子等排体策略将酯基替换为 1，2，4- 二唑基团得到化合物 32[39]，其活性显著提高，但化合物 32 的 LELP 值未见明显改善且脂溶性偏高。研究表明，1，3，4- 二唑片段的使用有利于降低化合物的脂溶性，易获得代谢稳定、hERG 抑制风险低和水溶性好的化合物 [40]，化合物 33 的 LELP 得到了一定程度的优化。此外，化合物 32 和化合物 33 的抗恶性疟原虫细胞活性较弱，这可能是苯基甲醚为较弱氢键受体导致的。化合物 DDD85646 和化合物 33 的蛋白结合模式表明，三甲基吡唑所处的结合口袋与苯基甲醚相类似，因此将化合物 33 的苯基甲醚替换为三甲基吡唑得到化合物 34[39]，化合物 34 表现出更强的抗恶性疟原虫活性，这归因于哌啶环 NH 与 Leu410/Tyr107 的盐桥作用，2 位吡唑氮与 Ser319 残基之间形成水介导的氢键作用，杂环和结合口袋之间形成多个疏水作用。
2.10 苯氧乙基吡唑类
Mousnier 等 [41] 报道了一种阻止鼻病毒（human rhinovirus，HRV）复制的 NMT 抑制剂，其中化合物 IMP-1088（35） 对 HsNMT1 和 HsNMT2 的抑制活性达到了皮摩尔水平。除了对鼻病毒有效外，IMP-1088 还对小核糖核酸病毒和口蹄疫病毒等具有强抗病毒效果。IMP-1088 还可阻断人类支气管上皮细胞中的病毒复制，甚至在与吸入性皮质类固醇氟替卡松丙酸盐联用治疗慢性阻塞性肺疾病患者和哮喘患者期间，IMP-1088 的作用也可以维持。在 IMP1088停药后，NMT 活性迅速恢复，对细胞无长期影响，此外体外实验表明，该化合物对非染毒细胞无增殖抑制作用。类似的结构研究也有其他报道 [42]，化合物 36 对 HsNMT1 具有强抑制活性，对肿瘤细胞的抑制活性达到纳摩尔水平。化合物 36 在大鼠肝细胞的半衰期 t1/2 为 80 min，体内口服药代动力学（PK）的半衰期 t1/2 为 7.1 h，人肝微粒体稳定性半衰期 t1/2 为 67 min，提示化合物 36 具有良好的代谢稳定性。石药集团近期报道了一类含苯并噻吩基的苯氧乙基吡唑类 NMT 抑制剂 [43]，专利中化合物 37 不仅对人鼻病毒（HRV 1B 和 HRV 14 亚型）表现出较强的抑制作用，还对人弥漫性组织淋巴瘤（stanford university-diffuse histiocytic lymphoma-2，SUDHL-2）细胞和微浸润人胰腺癌（minimallyinvasive adenocarcinoma human pancreatic carcinoma-2，MIA PaCa-2）细胞具有较强的抑制作用。
2.11 其他类型
Apel 等 [44] 报道的天然产物 punicalagin（38）和 iso-terchebulin（39） 对 HsNMT1 和 PfNMT 均具有明显抑制活性。Olaleye 等 [45] 开发了一类抗疟原虫和抗利什曼原虫的拟肽类抑制剂（化合物 40、41、42 和 43），该拟肽类结构的构效关系表明，不同的 R1 与 C 端氨基酸残基形成的氢键作用强弱不同，当 R2 和碳链长度 n 相同时，化合物的活性随 R1 取代基依次增强（1H-咪唑-1- 基＜ 2- 甲基-1H咪唑-1-基＜– NH2），碳链长度 n 最佳为 9，R2 处于蛋白口袋的 N 端，R2 取代基最佳选择为环己烷基。化合物 42 在该系列化合物中抑制活性突出，其分子与蛋白结合模式显示若干重要的氢键作用：1）丝氨酸羟基与 H213 之间的氢键作用；2）赖氨酸氨基与 Asp98、Asp100、Asp385 之间的氢键作用；3）R1 端氨基与 Leu412 之间的氢键作用。肽类和拟肽类抑制剂一般含有较多的氢键供体，提示其透膜性较差。有关真菌的肽类和拟肽类抑制剂也有研究显示，由于不能穿透真菌细胞膜，肽类和拟肽类NMT 抑制剂在体外抑制真菌的活性较弱 [46-47]。
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结语与展望
N-肉豆蔻酰化已成为蛋白质修饰重要研究领域，蛋白质的 N-豆蔻酰化参与调控多种生理病理相关的细胞过程。NMT 抑制剂在抗真菌、抗寄生虫和抗癌药物等领域均有研究。大多数 NMT 抑制剂均是靶向肽结合口袋，NMT 蛋白肽结合口袋具有特异性和多样性，这为开发新型 NMT 抑制剂奠定了理论基础。
上述各类骨架化合物的构效关系显示，所报道的 NMT 抑制剂体外活性已达到个位或十位数的纳摩尔级别，但仍面临诸多挑战，磺酰胺类 NMT 抑制剂中的磺酰仲胺片段使得该类化合物 PSA 值较高，这不利于化合物透血脑屏障和治疗布氏锥虫第2 阶段的感染。尽管通过提高化合物的脂溶性可增加药物的脑血比，但也伴随较高的 hERG 抑制风险。羟基吡咯烷类 NMT 抑制剂氢键供体太多，因而透膜性较差导致无细胞活性。喹啉类 NMT 抑制剂存在不稳定的酯基片段，2H-1，4-苯并噁嗪-3（4H）-酮类 NMT 抑制剂存在选择性问题，嘧啶并环类、苯并噻吩类、苯并呋喃类和天然产物类 NMT 抑制剂的活性较弱，肽类和拟肽类 NMT 抑制剂的透膜性较差等。特别指出，一些类型的 NMT 抑制剂选择性较差，这极大地限制了 NMT 蛋白体内外分子机制研究及其抑制剂进一步开发。
在未来的研究中，为进一步提高选择性，研究人员应明确 NMT 蛋白中肽结合口袋的关键残基及相互作用，这有助于发现活性强、选择性好的 NMT抑制剂。此外，在靶点药物分子设计、天然产物结构修饰、高通量筛选和组合化学等研发策略的指导下 [48]，开发高活性、高选择性且优良药代特征的新骨架抑制剂是未来研究的发展方向。
蛋 白 降 解 靶 向 嵌 合 体（proteolysis targeting chimera，PROTAC）技术是近年来新兴的研究领域，PROTAC 双功能分子能够识别并选择性地结合靶蛋白，招募特定的 E3 泛素连接酶，形成“靶蛋白 -PROTAC-E3 泛素连接酶”三元复合物。之后，E3 泛素连接酶与 E2 泛素结合酶共同作用，对靶蛋白进行泛素化，泛素标记的靶蛋白被输送到蛋白酶体中降解，从而选择性地降低靶蛋白的水平。目前 PROTAC 技术已成功在雄激素受体（androgen receptor，AR）、 雌 激 素 受 体（estrogen receptor，ER）和白介素 1 受体关联激酶 4（interleukin 1 receptor associated kinase 4，IRAK4）等靶点上得到验证，通过优化设计可获得成药性良好的临床药物分子，因此，利用已报道的人类 E3 连接酶小分子配体和合适 NMT 抑制剂构建双功能 PROTAC分子，理论上可以降解肿瘤细胞中过表达的 NMT蛋白。鼻病毒外部的核衣壳组装依赖于人体内的NMT，通过抑制人 NMT，可以阻断病毒衣壳的复制及传染性病毒的产生，因此类似上述 AR 蛋白降解剂 PROTAC 的研究，同样可以设计得到抗鼻病毒的 PROTAC 分子。此外，现阶段还未见抗寄生虫的 PROTAC 研究报道，这主要归因于寄生虫 E3 连接酶蛋白组学以及特异性 E3 连接酶结合小分子配体的研究较少，但新一代抗真核生物寄生虫分子利用寄生虫特有的泛素化蛋白酶体系统（ubiquitin-proteasome system，UPS）已有研究，如BacPROTACs（Bacterial PROTACs）[49]。
综上所述，未来在 NMT 药物靶点研究上，期待发现更多新的抗真菌、抗寄生虫和抗癌的 NMT抑制剂。
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