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靶向不可成药靶点KRAS[1]
KRAS简介- RAS是GTPase原癌基因家族成员 ，包括三个亲近相关的RAS亚型：HRAS、KRAS和NRAS 。在所有RAS亚型中 ，KRAS突变频率最高 ，其次是NRAS和HRAS 。KRAS突变在胰腺癌、肺癌和结直肠癌中尤为常见 。在癌症中最常爆发突变的残基是G12、G13和Q61 。KRAS卵白保存两种剪接变体KRAS4A和KRAS4B ，其中KRAS4B在人类细胞中占主导职位 。KRAS(Kirsten rat sarcoma 2 viral oncogene homolog ，Kirsten大鼠肉瘤病毒癌基因同源物)基因是编码GTP/GDP团结卵白的原癌基因 ，属于GTPase RAS家族 。KRAS卵白作为分子开关 ，在GDP团结的无活性状态和GTP团结的活性状态之间循环 。KRAS卵白划分通过与GTP和GDP团结 ，在无活性形式和活性形式之间转换 。虽然KRAS卵白具有内在的核苷酸交流和GTP水解 ，但其细胞信号传导状态是由鸟嘌呤核苷酸交流因子(GEFs)激活引起的 ，如催化GTP团结的SOS(son of sevenless)和Ras鸟嘌呤核苷酸释放卵白 ，以及GTPase激活卵白(GAPs)催化的去激活作用 ，如刺激GTP水解的p120GAP和神经纤维卵白(NF1) 。
KRAS GTPase循环[1]
KRAS结构- KRAS卵白包括四个结构域 。在三种RAS亚型中 ，N端的第一个结构域是相同的 ，第二个结构域的序列相似性相对较低 。这两个区域对KRAS卵白的信号功效都很主要 ，并配合形成了G-结构域 。KRAS卵白分子量为21 kDa ，由6条β-折叠链(形成卵白焦点)和5条α螺旋结构组成 ，形成两个主要结构域：G结构域和C端结构域 。KRAS的G结构域由残基1-166组成 ，包括GTP团结口袋 ，该区域关于下游效应物和GTPase激活卵白(GAPs)之间的相互作用至关主要 。G结构域是高度守旧的 ，包括认真GDP-GTP交流的switch I和switch II区域 。C端是一个包括CAAX (C=半胱氨酸 ，A=恣意脂肪氨基酸 ，X=恣意氨基酸)基序的高变区 ，指导翻译后修饰并决议细胞膜锚定 。该区域在RAS卵白的生物活性调控中起着主要作用 。
KRAS的晶体结构[2]
KRAS二级结构的二维示意图[2]
KRAS信号通路- KRAS是激活一系列信号分子的上游信号传感器之一 ，能够转导信号从细胞外貌转达到细胞核 ，并调控一系列基本的细胞历程 ，如细胞分解、生长、趋化和凋亡 。除了上述GTP/GDP团结外 ，KRAS信号的激活现在被以为是一个多办法的历程 ，需要适当的KRAS翻译后修饰、细胞膜定位和与效应卵白的相互作用 。KRAS卵白的信号转导并不但爆发在细胞膜上 。KRAS对下游信号通路的激活也可以由亚细胞区域(如内质网和高尔基体)的信号触发 。在细胞外刺激作用下 ，从失活的RAS-GDP到激活的RAS-GTP的转化进一步增进了多种信号通路的激活 ，包括MAPK通路、PI3K通路和Ral-GEFs通路 ，其中以MAPK通路的特征最为显着 。已知RAS-GTP直接与RAF卵白团结 ，将RAF激酶家族从细胞质招募到膜上 ，在细胞膜上二聚化并活化 。激活的RAF随后对其下游底物 ，即MEK和ERK举行一系列磷酸化反应 ，并传导生长信号 。
主要的KRAS效应通路[1]
KRAS卵白的结晶研究- 高通量结晶筛选1000+筛选条件
- 上海同步辐射光源 (Shanghai Synchrotron Radiation Facility; SSRF)bet356手机版加入了上海光源的设计、建设和治理 ，这是一个用于大分子晶体学的工业光束线站 ，大分子光束线于2009年7月开通 。
工业用大分子晶体学线站卓越的光束线和效劳 更低的本钱 3.5 GeV存储环 整年运营紧邻张江高科技园区和浦东机场 - 研究案例KRAS-G12D
KRASG12D的筛选
KRASG12D的X射线衍射数据KRAS-G12D with MRTX1133
共晶的筛选
共晶的X射线衍射数据KRAS-G12D
KRASG12D与7RPZ的结构较量 ，绿色为PDB ID 7RPZ ，粉色为bet356手机版的数据 。这些数据关联性很是强 。KRAS-G12D with MRTX1133
KRASG12D与MRTX1133的共结晶结构(7RPZ, PDB)较量 ，绿色结构为PDB ID 7RPZ ，青色为bet356手机版的数据 。这些数据关联性很是强 。KRAS-G12D with MRTX1133
与GDP团结的KRASG12D与MRTX1133的共晶结构
KRAS靶向药物的体外研究- 在研究和开发的初始阶段 ，体外功效剖析对候选KRAS靶向药物的现实评估至关主要 。这些剖析为验证KRAS靶向药物活性提供了科学依据 ，并提供了支持治疗效果的起源证据 。因此 ，它们在KRAS靶向候选药物选择的决议历程中起着要害作用 。KRAS细胞试验bet356手机版已履历证了KRAS突变细胞系的细胞毒性测试要领 ，2D和3D试验均可用于KRAS抑制剂的评估 。
通过CellTiter-Glo检测2D细胞增殖试验
- 细胞毒性试验(3D)NCI-H358 (Lung, KRASG12C) Cell Cytotoxity Assay (3D)
以1 μM起始浓度、按1:3一连稀释的药物处置惩罚NCl-H358细胞288 h后 ，显微镜检测细胞毒性效果 。
- NCI-H358 (Lung, KRASG12C) Cell Cytotoxity CTG Assay (2D; 3 days)
以1 μM起始浓度、1:3一连稀释的药物处置惩罚NCI-H358细胞72 h后 ，CTG测定细胞毒性 。
- NCI-H358 (Lung, KRASG12C) Cell Cytotoxity CTG Assay (3D;12 days)
以1 μM起始浓度、1:3一连稀释的药物处置惩罚NCI-H358细胞288 h后 ，显微镜测定细胞毒性 。
- 基于卵白的生化活性试验
Kras G12C-SOS1团结的IC50活性测试筛选试验化合物
- 鸟嘌呤核苷酸交流试验
KRAS在含有1mM BODIPY FL-GDP, 20 mM HEPES pH 7.6, 10 mM EDTA, 20 mM硫酸铵和1 mM DTT的溶液中 ，在4°C下孵育48小时 。用20 mM MgCl2溶液阻止反应 。将含有KRAS卵白的BODIPY-FL-GDP浓缩去除BODIPY-FL-GDP 。图A：试验要领的MoA
KRAS靶向药物的药理药效学研究- KRAS突变-CDX模子
Cancer Type Cell Lines KRAS G12C MIA PaCa-2, NCI-H358, UM-UC-3, Calu-1 KRAS G12D GP2D, SW1990, AsPC-1 KRAS G12V SW480, CAPAN-1, NCI-H727 KRAS G13D LoVo, HCT-116, HT15 Medicilon Case: CDX - KRAS Mutation (G12C)
PDX主要突变/过表达/耐药模子GENE PDX ID KRAS Mutation PDXM-060C (p.G12V), PDXM-069C (p.G12V),PDXM-075C (p.G12D), PDXM-076C (p.G13D),PDXM-212Li (p.G12D) TP53 Mutation PDXM-060C (p.R273H), PDXM-072C(p.Y234H) PIK3CA Mutation PDXM-075C (p.H1047L), PDXM-092Ga (p.E545G) BCR-ABL Fusion PDXM-242Le ERBB2 Overexpression PDXM-069C, PDXM-016C, PDXM-060C, PDXM-087C, PDXM-104C… ... ... Resistance* PDX ID Docetaxel + Cisplatin PDXM-271O (Ovarian cancer) VDLP + MA + CVAD PDXM-293Le (Leukemia) Radiation PDXM-311(H&N) ... ... * note: these resistance models are not related to KRAS mutation
- Medicilon Case: PDX -- KRAS Mutation (G12D)
Medicilon Case: AMG-510 Resistant Model - Calu-1 (G12C)
野生型肺癌模子
耐药肺癌模子(通过体内治疗2个周期(P2)建设 ，每个周期2个月 。这里展示的是P3效果 。
KRAS靶向药物的药代动力学研究- bet356手机版为KRAS靶向药物PK研究的要害参数提供高质量的定量剖析 ，效果准确 。bet356手机版案例：KRAS-PDEδ抑制剂的药代动力学KRAS-PDEδ卵白-卵白相互作用是癌症治疗的一个极具吸引力的靶点 。设计并合成了一系列高效的PROTAC PDEδ降解剂 。最有潜力的Compound 17f是治疗KRAS突变型结直肠癌的PROTAC PDEδ降解剂 。Compound 17f为KRAS-PDEδ相互作用的可成药性研究提供了新的化学工具或先导化合物 。Compound 17f在SW480结直肠癌异种移植模子中具有显著的抑制肿瘤生长作用 。这项验证研究为靶向KRAS-PDEδ相互作用的可成药性提供了新的战略 ，并为治疗KRAS突变型癌症提供了有用的先导化合物 。
PROTAC战略和KRAS-PDEδ抑制剂Compound 17f[3]
- 接纳Sprague-Dawley (SD)大鼠举行Compound 17f的药代动力学研究 。在剂量为50 mg/kg下腹腔注射给药后 ，剖析Compound 17f在血浆中的浓度 。这些试验由bet356手机版举行 。Compound 17f的半衰期约为5.1 h ，峰值浓度Cmax为564 ng/mL 。虽然Compound 17f的分子量较大(MW=723) ，但能在大鼠体内有用吸收并抵达足够的血浆袒露量 ，其曲线下面积(AUC)值为4710 h·ng/mL 。
Compound 17f在大鼠体内的PK参数[3]
bet356手机版助力KRAS项目举例- 2022年5月 ，NMPA批准了信诺维抗肿瘤1类新药XNW14010的临床申请 ，拟用于治疗伴有KRAS G12C突变的晚期实体瘤 。XNW14010是一种高选择性的小分子KRASG12C卵白共价团结抑制剂 。临床前实验数据显示XNW14010在差别的肿瘤模子中均有优异的抗肿瘤活性 ，且泛起优异的量效关系 ，并具有优异的经口给药药代动力学特征和较为理想的清静窗口 。bet356手机版作为信诺维的相助同伴 ，为XNW14010的研发提供了（包括药代和清静性评价在内）综合性临床前研究效劳 ，为项目 获批临床提供了有力支持 。
- 参考文献：
[1] Pingyu Liu, et al. Targeting the untargetable KRAS in cancer therapy. Acta Pharm Sin B. 2019 Sep;9(5):871-879. doi: 10.1016/j.apsb.2019.03.002.
[2] Tatu Pantsar. The current understanding of KRAS protein structure and dynamics. Comput Struct Biotechnol J. 2019 Dec 26:18:189-198. doi: 10.1016/j.csbj.2019.12.004.
[3]Junfei Cheng, et al. Discovery of Novel PDEδ Degraders for the Treatment of KRAS Mutant Colorectal Cancer. J Med Chem. 2020 Jul 23;63 (14):7892-7905. doi: 10.1021/acs.jmedchem.0c00929.
[4]Gongmin Zhu, et al. Role of oncogenic KRAS in the prognosis, diagnosis and treatment of colorectal cancer. Mol Cancer. 2021 Nov 6;20(1):143. doi: 10.1186/s12943-021-01441-4.
[5]Tamas Yelland, et al. Stabilization of the RAS:PDE6D Complex Is a Novel Strategy to Inhibit RAS Signaling. J Med Chem. 2022 Feb 10;65 (3):1898-1914. doi: 10.1021/acs.jmedchem.1c01265.
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