分享一篇发表在JACS上的文章，题目为“Bilaterally Substituted Terphenyl Molecules Efficiently Inhibit the Interaction between a Protein and a Fully Buried α-Helix in the Malaria Parasite Motor System”，文章的通讯作者为西班牙巴伦西亚天主教大学的José Gallego。

靶向蛋白-蛋白相互作用（PPI）界面是调控蛋白功能与活性的重要手段。但与多肽相比，使用小分子调控PPI仍是具有挑战的。一般而言，小分子通常结合蛋白中良好定义的配体结合口袋，而对于较浅的表面位点或广阔的互作界面等则较难靶向。另外一种挑战性是当PPI界面处存在深埋的α-螺旋的情形。为了靶向这种界面，研究者们的努力集中在设计模拟α螺旋的结构支架。

本文中作者感兴趣的是疟原虫肌球蛋白尾相互作用蛋白（MTIP）与肌球蛋白A（MyoA）的相互作用，疟原虫通过这种PPI将MyoA锚定在其内膜复合物中，阻断之则有望减弱寄生虫对宿主的侵染。在这组PPI中，MyoA的Ct α-螺旋深深地嵌入MTIP的空腔（夹在两个亚结构域之间），且被后者界面上的所有残基紧密包围（PDB 2QAC）。根据此前研究的经验，使用双侧取代三联苯分子（bilaterally substituted terphenyl molecules）可模拟α-螺旋的2.5个周期（残基i，i+1，i+4，i+5，i+7 和 i+8），因此，此处作者也拟采用该类化合物模拟MyoA的Ct α-螺旋。作为设计的起始，作者向结构骨架（对三联苯）中引入了烷基胺或烷基胍来模拟MyoA上两个保守的带正电热点（R806和R812-K813），而骨架上的其他取代基则分别模拟了α-螺旋上其他参与相互作用的残基。通过调整不同的取代基，作者设计并合成了6种小分子PPI抑制剂。初步的计算模拟表明它们可以很好地模拟MyoA Ct α-螺旋的构象，尤其是上述热点处的侧链。

接着，作者通过体外实验测试了小分子从MTIP结合位点处竞争MyoA的能力。竞争性荧光测试显示化合物5和6分别以0.55和0.76 μM的Ki值抑制MTIP-MyoA PPI，而ITC实验也测得5与MTIP具有KD~0.5 μM的强亲和力。值得注意的是，这一结合强度与来自天然配体的多肽截断体PkMyoA (800~817)相当或更强。上述结果表明设计的双侧取代三联苯分子非常成功地模拟了MyoA与MTIP的PPI。

随后，作者通过NMR对比了PkMyoA、5（烷基胍基取代）和6（烷基氨基取代）的结合对MTIP骨架酰胺化学位移的扰动。结果显示，5引起的化学位移扰动与PkMyoA引起的非常相似，都集中在与MyoA接触的S107、C134、T160、L168、T169、W171、G172、T176 和 L203等位点，这表明两者以高度相似的模式结合MTIP。而与6相关的残基也基本相似，但6引起的化学位移变化显著较小，且在时间尺度上表现出自由-结合快速交换的行为，表明与氨基相比，胍基取代更利于MTIP识别。最后，作者通过15N T1和T2弛豫时间和NOE谱辅以分子对接推测了复合物的构象。

总之，本文设计了一种基于双侧取代三联苯骨架的小分子PPI抑制剂，其能很好地模拟MyoA深入MTIP的α-螺旋。但遗憾的是，这种具有良好结合能力的小分子未能在活体中表现出抑制效果。

本文作者：TYC

责任编辑：MB

DOI：10.1021/jacs.4c15031

原文链接：https://doi.org/10.1021/jacs.4c15031