- 课题背景
UPS即泛素-蛋白酶体系统(The ubiquitin-proteasome system)，其在维持细胞分化、DNA修复、细胞分裂等各种细胞过程中的蛋白质转化中起着至关重要的作用。去泛素化(DUBrsquo;s)家族的酶是泛素-蛋白酶体系统(UPS)的组成部分，它将泛素链从靶蛋白中分离出来，并阻止其降解，从而调节蛋白质的功能回路。UsP8是泛素特异性蛋白酶家族中的一种去泛素化酶，它能去除底物中的泛素，保护底物不被降解。上调或突变的USP8变得过度活跃，并通过激活多种信号通路稳定许多癌基因或原癌基因，从而导致癌症进展和生存。此外，USP8的抑制对克服肿瘤耐药也很重要。
USP8也被称为泛素异肽酶Y(UBPY)，是一种双歧化酶(DUB)，在促进细胞增殖和促进细胞在细胞周期中进入S期发挥重要作用[连续的研究表明，这种DUB也可以在细胞膜蛋白的内吞作用中发挥作用]细胞表面，从而控制溶酶体运输/降解。（在结构上，Cys-box和His-box是存在于USP亚家族催化结构域中的两个肽基序/结构域。）虽然Cys-box和His-box的位置往往相距较远，但在三级结构中，它们可以形成一个单一的催化核心。此外，USP催化结构域由其他结构城基序组成，这些结构域基序对确定它们的特性和功能起着重要作用，如底物特异性USP8的N-末端侧构成微管相互作用研究表明其基因突变或蛋白的过表达与多种腺癌、肺癌的发生有着直接关系。在非小细胞肺癌中沉默USP8会导致受体酪氨酸激酶(RTK)的下调，从而克服二代受体酪氨酸激酶抑制剂耐药性，如吉非替尼、厄洛替尼，用于治疗非小细胞肺癌。库欣病又称垂体性皮质醇增多症,由垂体促肾上腺皮质激素(adrenocorticotropic hormone,ACTH)腺瘤所致。对垂体瘤病人患者测序研究发现，约60%的病人会出现USP8基因的体细胞突变。而具有USP8突变的垂体瘤患者具有更高的EGFR表达发生率。进一步通过对手术切除的原代USP8突变的肿瘤细胞研究发现，USP8敲除或EGFR阻断能够有效减弱ACTH分泌，因此，USP8是一类有效的、极具潜力的垂体瘤治疗靶标，USP8小分子抑制剂有望成为垂体瘤患者一线治疗的优先选择。研究报道，Notch是组织发育和稳态的关键因素，在多种癌症中均具有致癌作用。USP8作为Notch1细胞内域（NICD）的新型去泛素化酶。通过直接相互作用特异性地稳定和去泛素化NICD。USP8的抑制使NICD失活从而下调了Notch信号通路，导致乳腺癌细胞株的细胞生长，伤口闭合和集落形成能力受到阻滞。晚期乳腺癌患者NICD和USP8蛋白的表达水平呈正相关。因此USP8可以作为Notch信号的正调节剂，为乳腺癌提供治疗靶点。但是，作为USP家族的一员，却很少有USP8小分子抑制剂的相关报导，目前仅报导一种三环类USP8小分子抑制剂HBX90659，因此USP8小分子抑制剂的研究还存在许多难点，例如缺乏蛋白空腔结合模式等信息，而且尚未有进入临床或临床前研究的药物，缺少足够的体内药效数据作为参考依据，所以获得并研究具有体内药效活性的小分子抑制剂是亟待解决的关键问题。
- 要解决的问题
乙酰化修饰是将乙酰基通过共价反应连接在底物的赖氨酸，主要依赖三种蛋白包括乙酰转移酶，去乙酰化酶以及乙酰化识别因子完成信号的传递。目前靶向乙酰化修饰的上市药物主要靶向去乙酰化酶，例如帕比司他等。靶向乙酰化识别因子的药物已有多种处于临床研究，例如OTX-015等。而靶向乙酰转移酶的药物研发还较为落后，仅停留在临床前研究。其中具有药物开发潜力的小分子仅有靶向p300的A-485以及靶向MOZ的WM-1119等两类。泛素化修饰是指将泛素蛋白或泛素蛋白链共价修饰在底物蛋白赖氨酸上，主要依赖E1泛素激活酶，E2泛素结合酶和E3泛素连接酶的级联酶活反应进行，泛素化的去除主要依赖去泛素化酶完成。目前，靶向泛素化修饰的上市药物仅有靶向E3泛素连接酶CRBN的免疫调节类小分子，包括沙利度胺，来那度胺等。而靶向E1泛素激活酶，E2泛素结合酶和去泛素化酶的药物还处在临床或临床前研究。目前，靶向去泛素化酶小分子抑制剂的研究，除了一类靶向USP14的药物VLX1570处在临床阶段，其他抑制剂还处在临床前研究。总体看来，在对乙酰化和泛素化修饰相关蛋白的药物开发中，靶向乙酰转移酶和去泛素化酶的研究还较为落后，亟需开发新的小分子发现平台，突破该类靶点的小分子发现和药物研发的现有困境。所以本次毕业设计主要研究USP8小分子抑制剂。
- 主要工作任务
基于U42结构，将中间哌嗪环换成哌啶胺，并在右侧引入ML364分子片段
基于U48结构的进一步修饰
- 工作计划
2月28日—3月20日：完成文献查阅、开题报告等前期工作。
3月21日—5月10日：完成设计计算，设备选型，采用AutoCAD完成设计绘图工作。
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