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在传统小分子药物里,"可逆结合"是常态——药物和靶点结合、又解离,处于动态平衡。但有一类特殊的抑制剂不走这条路,它们一旦结合,就和靶点形成稳定的共价键,再也"不下来"了。这就是共价抑制剂(不可逆抑制剂),从经典的阿司匹林,到近年在 KRAS G12C 上大放异彩的 Sotorasib、Adagrasib,都属于这一类。评价这类药物的效力,靠的不是传统的 IC50,而是一对特殊的参数——Kinact 与 Ki。
为什么共价抑制剂需要新的评价指标?因为它的作用机制分两步:步,药物先与靶点可逆地结合(这一步的快慢和亲和力,由 Ki 描述,Ki 越小亲和力越强);第二步,结合上去的药物与靶点上的活性位点(往往是某个亲核的氨基酸残基,比如半胱氨酸)发生化学反应,形成不可逆的共价键(这一步的速率,由 Kinact 描述,Kinact 越大成键越快)。整个过程的总效率,由两者的比值 Kinact/Ki 刻画——它就像"浓度归一化后的成键速率",是共价抑制剂核心的定量效力指标。
Kinact/Ki 为什么比 IC50 更靠谱?因为共价抑制剂的"终点"是永久失活,它的效力会随时间和浓度持续累积,传统的 IC50 会随着孵育时间变化,测不准、也不好横向比较。而 Kinact/Ki 是一个与时间解耦的"内在速率常数",更能反映分子的本质效力,也更适合在同类共价抑制剂之间做头对头比较、指导结构优化。正因如此,二阶速率常数 Kinact/Ki 已经成了共价抑制剂领域公认的"金标准"读数。
要准确测定 Kinact/Ki,一个强有力的工具是完整蛋白质谱(Intact-MS)。它的思路很直接:不需要酶解、不需要碎片化,直接把"未结合"与"已共价修饰"的完整靶蛋白放进高分辨质谱里,通过质荷比(m/z)的差异,精确区分"游离蛋白"和"被药物共价修饰后分子量增加的蛋白"。这样就能实时追踪"靶蛋白被共价修饰的比例"随时间、随浓度的变化,进而拟合出 Kinact 与 Ki。
爱思益普的质谱分子互作平台,依托 Thermo Fisher Q Exactive Plus 高分辨质谱,搭建了基于 Intact-MS 的不可逆共价抑制剂快速动力学分析平台。团队以 AMG510(Sotorasib)与 GDP-KRAS G12C 的共价结合作为标准测试案例,可以在完整蛋白和肽段两个水平上,研究共价结合的占有率与结合位点,并定量测定 Kinact/Ki。这套能力不仅能验证"药物是否真的共价结合了靶点",还能给出"结合得多快、多彻底"的动力学细节。
在靶向共价抑制剂重新成为行业热点的今天,一个精确、可重复的 Kinact/Ki 测定平台,等于为这类"不可逆"药物装上了一个校准过的速度表。对正在推进 KRAS G12C、BTK、EGFR、WRN、p53-Y220C 等共价靶点项目的团队来说,把 Kinact/Ki 测准,是把"看起来能成键"的分子,变成"算得清成键多快"的候选药的关键一步。