mdm抗癌藥物的研究課件

MDM抗癌藥物的研究1MDM抗癌藥物的研究12目錄content癌癥及抑癌基因P53的簡介1MDM2和MDMX的作用機理2Page274450MDM2和MDMX的藥物研究3最新研究和展望4152目錄content癌癥及抑癌基因P53的簡介1MDM2和M231

癌癥及抑癌基因P53的簡介31癌癥及抑癌基因P53的簡介3癌癥

胃癌細胞…乳腺癌組織癌癥

胃癌細胞…乳腺癌組織4癌細胞的特征生長信號不敏感（InsensitivitytoAntigrowthSignals）自給自足生長信號（Self-SufficiencyinGrowthSignals)抵抗細胞死亡(ResistingCellDeath)持續(xù)的血管生成(SustainedAngiogenesis)無限復制(LimitlessReplicativePotential)組織浸潤和轉移(TissueInvasionandMetastasis)逃避免疫系統(tǒng)(AvoidingImmuneDestruction)促進腫瘤的炎癥（TumorPromotionInflammation）細胞能量異常（DeregulatingCellularEnergetics）基因組不穩(wěn)定、易突變（GenomeInstabilityandMutation）癌細胞的特征生長信號不敏感自給自足生長信號抵抗細胞死亡(Re5抑癌基因

早在1969年，哈里斯將癌細胞與同種正常成纖維細胞融合，所獲雜種細胞的后代只要保留某些正常親本染色體時就可表現(xiàn)為正常表型，但是隨著染色體的丟失又可重新出現(xiàn)惡變細胞。目前了解最多和最重要的兩種抑癌基因是p53基因和Rb基因。抑癌基因 早在1969年，哈里斯將癌細胞與同種正常成纖維細胞6癌基因抑癌基因1979年首次發(fā)現(xiàn)癌基因抑癌基因1979年首次發(fā)現(xiàn)7

有報道，對691個癌癥晚期的病人進行測試，273（39.5%）個病人p53基因發(fā)生突變范圍廣：迄今發(fā)現(xiàn)在50%以上的腫瘤中存在p53基因異常，包括點突變、等位基因缺失、重排、插入、基因融合等，以及80%以上腫瘤存在p53信號通路失調。概率高：種類多：國際癌癥注冊協(xié)會(InternationalAssociationofCancerRegistries)統(tǒng)計表明，截止2002年，研究人員已經(jīng)在18585種體細胞和225種細胞系中發(fā)現(xiàn)大約1700種p53基因突變體，其中第5～8外顯子點突變最常見。p53基因突變有報道，對691個癌癥晚期的病人進行測試，278p53基因(20kb)：是位于17號染色體短臂上的一個單拷貝基因，包含11個外顯子和10個內含子，編碼一個含有393個氨基酸的蛋白質，分子量為53kD。

P53蛋白是一種轉錄因子，野生型P53蛋白能實現(xiàn)細胞周期調控、DNA修復、血管形成抑制、腫瘤轉移抑制、細胞凋亡等生物學過程。P53DBD晶體結構紅色-C端

藍色-N端p53基因(20kb)：是位于17號染色體短臂上的一個單9細胞內P53的表達與維持正常情況下，細胞內P53蛋白含量很低，與MDM2形成負調控循環(huán)MDM2抑制p300介導的p53乙?；?，介導p53去乙?；饔?，與p53特異的泛素酶共同作用，促進p53蛋白降解P53蛋白活性受乙?；⒘姿峄{節(jié)，封閉p53賴氨酸泛素結合位點抑制其降解，增強p53穩(wěn)定性細胞內P53的表達與維持正常情況下，細胞內P53蛋白含量很低10

P53信號通路的上游激活信號包括DNA損傷、供氧不足、致癌基因的激活等等P53信號通路的上游激活信號包括DNA損傷、11DNA損傷輻射、有機試劑、代謝副產物…針對電離輻射，ATM激酶和它下游的Chk2激酶會對p53的Ser15、Thr18、Ser20磷酸化，電離輻射還會激活DNA-PK，一種依賴于脫氧核糖核酸的激酶，與DNA損傷部位結合，使Ser15和Ser37磷酸化針對紫外傷害，ATR激酶對Ser15、Ser37磷酸化，其下游的Chk1激酶對Ser6、Ser9和Ser20磷酸化基因毒應激（genotoxicstresses)會激活P38激酶，也能通過磷酸化激活P53DNA損傷輻射、有機試劑、代謝副產物…針對電離輻射，ATM12致癌基因p14ARFRas、Myc…MDM2Up53p53P53降解p14ARF致癌基因p14ARFRas、Myc…MDM2Up53p53P132023/9/1214P53蛋白下游功能包括細胞周期阻滯、細胞凋亡、DNA修復等2023/8/414P53蛋白下游功能包括細胞周期阻滯、細胞癌癥治療一、p53基因療法

最直接的方法就是將p53基因導入癌癥患者體內。即將一種缺失了E1B蛋白(E1B蛋白能夠與P53蛋白結合并使其失活，同時自身得以復制)的重組病毒注入患者體內，能夠在缺乏正常P53蛋白的腫瘤細胞內復制，殺滅腫瘤細胞。二、重建P53蛋白的活性

開發(fā)出一種能夠在腫瘤細胞內重建P53蛋白功能的小分子量復合物類藥物。通過它與腫瘤細胞內突變的P53蛋白發(fā)生相互作用，促使該突變蛋白改變構象，恢復其正常功能。如：破壞MDM-P53的復合物結構。癌癥治療一、p53基因療法152

MDM2和MDMX的作用機理2MDM2和MDMX的作用機理16MDM2MDM2（鼠雙微體2）基因全長2372kb，位于12q13-l4染色體區(qū)域，為一種進化保守基因具有轉錄因子功能，轉錄產物mRNA廣泛表達于正常人體的多個器官，編碼的p90蛋白是一種鼠雙微體2蛋白，定位于細胞核，是調節(jié)p53通路的重要因子。NLS:核定位序列NES:核輸出序列NoLS：核定位信號區(qū)域MDM2MDM2（鼠雙微體2）基因全長2372kb，位于17MDM2對P53的作用機理1、MDM2與P53具有反式激活活性的N端結合，抑制P53介導的轉錄激活功能。2、作為泛素化E3連接酶，通過泛素-蛋白酶體途徑使P53泛素化和蛋白酶的水解。P53MDM2P53MDM2MDM2對P53的作用機理1、MDM2與P53具有反式激活活1819

泛素—蛋白酶體途徑（UPP）

E1泛素激活酶E2泛素結合酶E3泛素連接酶

19

泛素—蛋白酶體途徑（UPP）

E1泛素激活酶MDM2/MDMX的調節(jié)轉錄水平翻譯后水平MDM2/MDMX的調節(jié)轉錄水平翻譯后水平20MDM2轉錄水平調節(jié)NF-κB：核因子ΚbIRF8：干擾素調節(jié)因子8

MDM2轉錄水平調節(jié)NF-κB：核因子Κb21MDM2的翻譯后調節(jié)DNA-PK：DNA依賴性蛋白激酶CDK：周期蛋白依賴性激酶

CK：酪蛋白激酶GSK3：糖原合酶激酶MDM2的翻譯后調節(jié)DNA-PK：DNA依賴性蛋白激酶22MDMXMDMX

(鼠雙微體X，亦稱MDM4)是1996年發(fā)現(xiàn)的一個新的p53結合蛋白,它與另一個p53結合蛋白MDM2在結構上高度相似,因而被命名為MDMX。MDMXMDMX(鼠雙微體X，亦稱MDM4)是199623MDMX的作用機理1、MDMX主要通過與p53的轉錄活性區(qū)結合，抑制p53對其下游基因的轉錄活性，但并不介導p53的降解。2、沒有泛素化連接酶作用，但是它的RING結構與MDM2相似度高，能和MDM2形成異二聚體結構，增強MDM2的泛素化連接酶作用。NH2--COOHN端P53結合區(qū),介導對P53的轉錄調控AD：酸性結構域中央?yún)^(qū)鋅指結構C端RING結構區(qū)MDMX的作用機理1、MDMX主要通過與p53的轉錄活性區(qū)結242023/9/12byMDM2對p53的降解作用

MDM2MDMXMDM2MDM2MDM2穩(wěn)定性（自身泛素化降解）異源二聚體

同源二聚體RING2023/8/4byMDM2對p53的降解作用252023/9/12MDMX轉錄水平的調節(jié)NK-κB：核因子ΚbIRF8：干擾素調節(jié)因子8

2023/8/4MDMX轉錄水平的調節(jié)NK-κB：核262023/9/12MDMX翻譯后調節(jié)2023/8/4MDMX翻譯后調節(jié)273

MDM2和MDMX的藥物研究1、MDM2的藥物研究2、MDMX的藥物研究3MDM2和MDMX的藥物研究28MDM2的藥物研究目前針對MDM2-P53之間相互作用而設計得到的化合物大致可分為2類：多肽抑制劑非肽類小分子抑制劑MDM2的藥物研究目前針對MDM2-P53之間相互作用而設計292023/9/123014多肽抑制劑目前針對P53-MDM2的多肽抑制劑研究僅停留在分子水平主要原因在于：①生理環(huán)境下多肽穩(wěn)定性差，易被酶降解而喪失活性。②靶點位于細胞內，一般多肽不具備入胞能力，無法實現(xiàn)其藥效。策略：采用蛋白質“嫁接”策略設計L型多肽→根據(jù)鏡像噬菌體展示技術篩選結果制備D型多肽→主動靶向遞送

2023/8/43014多肽抑制劑目前針對P53-MDM2的302023/9/123114蛋白“嫁接”策略李翀;抑制p53與MDM2結合的抗腫瘤多肽設計與靶向遞送[D];復旦大學;2010年2023/8/43114蛋白“嫁接”策略李翀;抑制p53與M312023/9/123214蛋白“嫁接”策略模擬對象-PMI設計模板-蜂毒明肽李翀;抑制p53與MDM2結合的抗腫瘤多肽設計與靶向遞送[D];復旦大學;2010年2023/8/43214蛋白“嫁接”策略模擬對象-PMI李翀322023/9/123314鏡像噬菌體展示技術李翀;抑制p53與MDM2結合的抗腫瘤多肽設計與靶向遞送[D];復旦大學;2010年2023/8/43314鏡像噬菌體展示技術李翀;抑制p53與332023/9/123414D型多肽李翀;抑制p53與MDM2結合的抗腫瘤多肽設計與靶向遞送[D];復旦大學;2010年2023/8/43414D型多肽李翀;抑制p53與MDM2結342023/9/123514主動靶向遞送李翀;抑制p53與MDM2結合的抗腫瘤多肽設計與靶向遞送[D];復旦大學;2010年對于靶點位于細胞內的功能分子來說，只有入胞后才能發(fā)揮其潛在活性。此類分子的遞送方式主要分為兩大類：一類是對功能分子本身進行化學修飾，如修飾穿膜序列多肽、連接脂肪酸和脂質分子等，可實現(xiàn)一定程度的胞內遞送，但要實現(xiàn)體內靶向遞送則存在很大的局限性；另一類為載體遞送，通過構建主動靶向的載體，可同時實現(xiàn)功能分子的胞內遞送和體內靶向遞送。2023/8/43514主動靶向遞送李翀;抑制p53與MDM352023/9/123614RGD介導靶向腫瘤細胞的脂質體遞藥系統(tǒng)構建李翀;抑制p53與MDM2結合的抗腫瘤多肽設計與靶向遞送[D];復旦大學;2010年選擇RGD環(huán)肽(序列為c(RGDDYK))為尋靶分子，并合成了功能性脂質膜材料c(RGDDYK)-PEG3400-DSPE逆向蒸發(fā)法制備了包載多肽的c(RGDDYK)-PEG-脂質體并進行了表征結果顯示，納米尺度的c(RGDDYK)-PEG-脂質體能有效包載可抑制p53與MDM2結合的D-PMIα。2023/8/43614RGD介導靶向腫瘤細胞的脂質體遞藥系36MDM2和MDMX通過其表面的Phe19,Trp23與Leu26口袋與p53結合，使p53活性受到抑制。ZhaoY,BernardD,WangS.SmallmoleculeinhibitorsofMDM2-p53andMDMX-p53interactionsasnewcancertherapeutics[J].BioDiscovery,2013,8.MDM2的藥物研究-非肽類小分子MDM2和MDMX通過其表面的Phe19,Trp2337LyubomirT.等發(fā)現(xiàn)順式咪唑可高效抑制MDM2與p53結合，Nutlin-1、Nutlin-2與Nutlin-3a對MDM2與p53結合活性的半數(shù)抑制濃度分別為260nM、140nM與90nM，且癌癥動物實驗證實nutlin-3a能夠有效減小腫瘤體積。VassilevLT,VuBT,GravesB,etal.Invivoactivationofthep53pathwaybysmall-moleculeantagonistsofMDM2[J].Science,2004,303(5659):844-848.MDM2的藥物研究-非肽類小分子LyubomirT.等發(fā)現(xiàn)順式咪唑可高效抑制MDM38Nutlin-2和MDM2的晶體結構。兩個被溴取代的苯環(huán)占據(jù)了Trp23和Leu26口袋，另一個帶乙基的苯環(huán)占據(jù)了Phe19口袋。Trp23Leu26Phe19ZhaoY,BernardD,WangS.SmallmoleculeinhibitorsofMDM2-p53andMDMX-p53interactionsasnewcancertherapeutics[J].BioDiscovery,2013,8.MDM2的藥物研究-非肽類小分子Nutlin-2和MDM2的晶體結構。兩個被溴取代的39基于Nutlin-2與Nutlin-3a與結構最優(yōu)化設計的分子RG7112已被應用于多種人類癌癥的臨床試驗。其優(yōu)點體現(xiàn)在一下幾方面：1）雙乙基結構被引入咪唑環(huán)以防止其被氧化；2）異丙醚被替換成了乙基醚，從而使其疏水相互作用不變的情況下減小了分子量；3）甲苯基被替換成了叔丁基，從而降低了其代謝活性；4）一個極性基團-甲基磺酰被引入到其尿素部分，提高了它與MDM2的結合能力及藥代動力學參數(shù)（Kd）。TovarC,GravesB,PackmanK,etal.MDM2small-moleculeantagonistRG7112activatesp53signalingandregresseshumantumorsinpreclinicalcancermodels[J].Cancerresearch,2013,73(8):2587-2597.MDM2的藥物研究-非肽類小分子基于Nutlin-2與Nutlin-3a與結構最優(yōu)40其他機構也開發(fā)出不同結構框架的Mdm2抑制劑，如Michigan大學的MI-219和MI-888小分子，J&J公司的TPD222669小分子，Pittsburgh大學和MaxBlanck生化研究所共同研發(fā)的PXN727，Amgen公司的AM8553分子，令人遺憾的是，這些抑制劑僅對Mdm2具有較高親和力，與MdmX的結合作用非常微弱。ZhaoY,BernardD,WangS.SmallmoleculeinhibitorsofMDM2-p53andMDMX-p53interactionsasnewcancertherapeutics[J].BioDiscovery,2013,8.MDM2的藥物研究-非肽類小分子其他機構也開發(fā)出不同結構框架的Mdm2抑制劑，如Mi41MDMX的藥物研究PopowiczGM,CzarnaA,WolfS,etal.StructuresoflowmolecularweightinhibitorsboundtoMDMXandMDM2revealnewapproachesforp53-MDMX/MDM2antagonistdrugdiscovery[J].CellCycle,2010,9(6):1104-1111.這使得從原子級別研究小分子與MDMX的相互作用成為了可能,并且能幫助我們更好地分析MDM2-p53與MDMX-p53的差異。A）WK298-MDMX的晶體結構（1.5?）B）WK23-MDM2的晶體（2.3?)結構MDMX的藥物研究PopowiczGM,Czarna42WK298與WK23具有近似一致的空間形狀,但是在MDM2與MDMX的Leu26結合位點周圍卻出現(xiàn)了顯著差異,這是由于MDM2的His96-Tyr100區(qū)域和MDMX的Pro95-Tyr99區(qū)域造成的。這也解釋了WK23與WK298為什么與MDM2結合的更為緊密。A）WK298-MDMX的晶體結構（1.5?）B）WK23-MDM2的晶體（2.3?)結構MDMX的藥物研究WK298與WK23具有近似一致的空間形狀,但是在43目前，很多研究組織都在積極尋找更為強力的MDMX小分子抑制劑。例如Reed等應用高通量篩選技術對一個由295848種化合物組成的庫進行了評估，結果顯示其中最好的化合物SJ-172550與MDMX的IC50為840nM，而試驗中Nutlin-3a與MDMX的IC50為20100nM；Vassilev等報道了一種小分子RO-2443其與MDMX的IC50為41nM，與MDM2的IC50為33nM。MDMX的藥物研究目前，很多研究組織都在積極尋找更為強力的MDMX小分444

最新研究和展望4最新研究和展望45關于MDMXMDM2的研究熱度Datefrom

203:00

關于MDMXMDM2的研究熱度Datefromscho46最新研究IF2014=10.452最新研究IF2014=10.45247最新研究IF2014=5.014最新研究IF2014=5.01448最新研究EffectofRG7388onp53wild-typeandp53silenced/nullneuroblastomacellsinvitro.(a)RG7388markedlydecreasescellproliferationbyMTSassayinNGP,SH-SY5Y,andLAN-5cells(p53wild-type)butnotinp53silenced/nullcelllines(LAN-5si-p53andSK-N-AS).(b)RG7388leadstoasignificantdose-dependentincreaseinapoptosisbyAnnexinapoptosisassayinNGP,SH-SY5Y,andLAN-5cellsbutnotinLAN-5si-p53orSK-N-AScells(*P<0.05).最新研究EffectofRG7388onp53wi49最新研究IF2014=5.014RG7388inhibitstumorgrowthinestablishedp53wild-typeneuro