和大家分享一篇發(fā)表在Angew上的封面文章，文章標題 “In Situ Assembly of Choline Acetyltransferase Ligands by a Hydrothiolation Reaction Reveals Key Determinants for Inhibitor Design”，文章的通訊作者是來自瑞典國防研究所的Fredrik Ekstr?m博士。本文是一篇分子機制類的文章。文章中，作者證明現有的一類膽堿乙?；D移酶抑制劑是通過與輔酶A原位組裝形成配體進而發(fā)揮其抑制作用的。
膽堿乙?；D移酶（ChAT）在動物生物體中普遍存在，它能催化神經遞質乙酰膽堿（ACh）的合成，因而在乙酰膽堿代謝上游中扮演關鍵角色。既有研究表明，ChAT的表達失調或酶活性改變與阿爾茲海默癥、精神分裂癥、先天性肌無力綜合征等重要疾病密切相關。因此，針對ChAT這一潛在的藥物靶點，目前已開發(fā)了多種芳基乙烯基吡啶鎓化合物（AVPs）作為ChAT抑制劑。但是，這些抑制劑在成藥性上仍存在諸多缺陷，更重要的是，抑制過程的分子機制尚不明了，大大限制了基于構效關系（SAR）的藥物開發(fā)。本文的工作意義在于：闡明了AVPs類抑制劑的抑制機制，為后續(xù)的藥物研究帶來了新的視角。
作者首先證明了在ChAT的催化下，化合物1與輔酶A（CoA）通過加成反應形成了加合物1-CoA。證據在于：一方面，晶體結構顯示化合物1中萘環(huán)與吡啶環(huán)并不共面，說明乙烯基上的碳原子形成了飽和共價鍵；另一方面，在溶液條件下反應，得到的質譜數據與推測的反應產物相吻合。另外，作者驗證了這種原位生成CoA加和物的抑制機制普遍適用于AVPs類抑制劑。同樣地，質譜數據表明這一結論的正確性。
進一步地，作者證明這種抑制作用產生于CoA與AVPs的加和物而非AVPs本身。通過圓二色譜實驗，作者給出了不同條件下ChAT的熱穩(wěn)定性。結果表明，化合物1-6對ChAT的熔點幾乎沒有影響，而加入CoA后，熔點上升約3℃。這說明與ChAT結合的配體正是CoA與AVPs的加和物。
最后，作者研究了ChAT與1-CoA、CoA結合或解離的動力學特征。作者檢測了1-CoA在膽堿和CoA存在下對ChAT活性位點的競爭抑制能力。結果顯示，1-CoA的競爭抑制作用發(fā)生緩慢。通過等溫量熱法和結構表征等方法，作者認為1-CoA與ChAT的結合需要從結合口袋中剝去水分子，因而在焓變上是不利的。作者通過其它動力學實驗得到：加成反應的決速步驟是化合物1與ChAT的結合；1-CoA與ChAT的解離速度遠低于CoA與ChAT的解離速度。
總而言之，本篇文章闡明了AVPs類抑制劑的對ChAT抑制機制，即通過外源小分子前體與內源底物原位反應生成具有抑制效果的配體。這為發(fā)展非反應性的ChAT抑制劑提供了方向。
本文作者：ZF
原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202011989
原文引用：DOI：10.1002/anie.202011989
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