分享一篇Angewandte上的文章，本文的通訊作者來自德國海因里希-海涅大學藥物與藥物化學研究所的Matthias U. Kassack教授和來自萊比錫大學醫(yī)學院藥物發(fā)現(xiàn)研究所的Finn K. Hansen教授。
眾所周知，組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶（HATs）和組蛋白脫乙酰酶（HDACs）是控制組蛋白和非組蛋白蛋白質(zhì)乙酰化水平的關(guān)鍵酶。最近的臨床前表明烷基化劑和HDAC抑制劑（HDACi）的組合通過增加HDACi介導(dǎo)的染色質(zhì)對烷基化劑的DNA損傷，可對抗耐藥性多形膠質(zhì)母細胞瘤（GBM）顯示出不錯的功效。因此，有研究通過將DNA烷基化藥物苯達莫司汀和HDACi 伏立諾他（SAHA）的藥效團融合，開發(fā)出了小分子Tinostamustine，該小分子表現(xiàn)出優(yōu)異的體內(nèi)活性，這表明DNA / HDAC雙靶向抑制劑可能是有望用于癌癥治療的藥物。由于基于HDACi的多靶點藥物在臨床前和早期臨床研究中顯示出巨大的希望，迫切需要有效的合成方案，以允許合成具有鏈接或合并的藥效團的化合物文庫。
本文中，作者開發(fā)了一種用于固相合成的預(yù)載樹脂的方法——固定在樹脂上的異羥肟酸（HAIRs）。為了證明這些HAIRs的實用性并利用HDACi和烷基化劑之間的協(xié)同作用，作者通過快速，直接的合成方法成功制備了一組具有DNA烷基化特性的HDACi。同時，作者還將HAIR的技術(shù)范圍進一步擴展到了概念驗證PROTAC的合成。
首先，作者先將羥胺固定化來修飾市售的2-CTC樹脂，之后將Fmoc保護的HDACi連接基加載到官能化樹脂上，形成預(yù)加載的樹脂HAIRs。建立預(yù)加載的樹脂后，作者將DNA烷基化藥物temozolomide (TMZ),mitozolomide (MTZ), andchlorambucil (CAB) 引入到帽基團區(qū)域。使用平行合成策略，作者制備了一系列化合物，將每個接頭與每個烷基化劑結(jié)合在一起，產(chǎn)生了一個包含15個雜合分子的文庫。這種方法提供的目標化合物的總收率高達83％。同時，對于每種抑制劑，僅需在合成的最后階段進行一個純化步驟即可實現(xiàn)快速，高效的文庫擴展。之后，作者發(fā)現(xiàn)在這些化合物中包含肉桂基接頭和CAB作為烷基化反應(yīng)基團化合物3n是最有前途的化合物，3n既能夠很好地抑制HDAC1和HDAC6的體外活性，又可以很好地抑制三種癌細胞系的抗增殖作用。同時，作者還通過γ-H2AX分析測試了3n對于DNA雙鏈斷裂的影響，證實3n確實能夠引起Cal27細胞中γ-H2AX水平的最大增加，明顯高于其他小分子。同時，作者通過分子對接的實驗發(fā)現(xiàn)，在帽基的對位上摻入DNA-烷基化特征對HDAC抑制作用幾乎沒有影響，因此可以用于增強HDACi的抗癌作用。
在成功地直接合成DNA烷基化HDACi化合物文庫的鼓勵下，作者將HAIRs方法擴展到PROTAC中，由于其高分子量和雙功能性質(zhì)，PROTAC小分子的合成通常很麻煩，涉及多步的合成過程。因此，作者進行了HDAC PROTAC小分子的首次固相合成，合成了HDAC PROTAC 4小分子，F(xiàn)moc脫保護和酰胺偶聯(lián)的重復(fù)循環(huán)，可以實現(xiàn)模塊化方式引入HDAC反應(yīng)基團，PROTAC連接基團和基于泛素E3連接酶配體沙利度胺。作者的實驗結(jié)果表明，HDAC PROTAC 4是一種有效的HDAC降解分子。使用AML細胞系HL60進行的蛋白質(zhì)印跡實驗證實，HDAC PROTAC4能夠以濃度依賴性方式降解HDAC6和HDAC1。此外，用HDAC PROTAC4處理HL60細胞能夠?qū)е陆M蛋白H3（降低了HDAC1-3活性的標記）和α-微管蛋白（降低了HDAC6活性的標記）的顯著超乙酰化作用。
總之，本文作者已經(jīng)開發(fā)了一種有效的固相合成方案，使用固定在樹脂（HAIRs）上的異羥肟酸制備新型的雙靶表觀遺傳細胞毒性化合物?？梢詫崿F(xiàn)對于HDAC6抑制劑和DNA烷化劑的雙功能分子，并且成功實現(xiàn)HDAC PROTAC小分子的首次固相合成。
本文作者：LSC
原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/anie.202006725
原文引用：10.1002/anie.202006725
