JMC | 密歇根大学王少萌教授课题组报道首个SHP2蛋白小分子降解剂

含 Src 同源 2 结构域蛋白酪氨酸磷酸酶（SHP2）是由 PTPN11基因编码的非受体型蛋白酪氨酸磷酸酶，通过 RAS-ERK 信号通路的活化调控细胞生长、分化和凋亡，并参与 PD-1/PD-L1 通路控制免疫监视，已成为有突破意义的抗癌新靶标。

SHP2小分子抑制剂按照作用位点不同可分为两大类——催化位点抑制剂和变构位点抑制剂。催化位点抑制剂是靶向磷酸酶的活性位点，与酪氨酸磷酸酯底物竞争，这在高度同源性的 PTP 家族（如 SHP1、PTP1B）中缺乏选择性，而且抑制剂必需的高电荷性官能团也导致细胞透膜性差和口服生物利用度低等问题。这也使得PTP 在很长一段时间成为不可成药性靶蛋白。最近几年，通过设计的定向高通量筛选获得的小分子变构抑制剂SHP099，通过与 SHP2 的非保守变构位点结合而稳定酶的非活性构象从而抑制 SHP2 的催化功能，因而相对其他 PTP 家族成员具有很好的选择性，并且具有较高活性和口服生物利用度。变构位点抑制剂的发现将SHP2抑制剂推向了临床应用。然而，变构位点抑制剂的筛选和发现相对复杂，结构类型较为单一。

密歇根大学王少萌教授团队在开发PROTAC小分子降解剂方面积累了丰富经验，因此他们设想通过有效降解SHP2蛋白来抑制SHP2活性，从而实现抗肿瘤目的。近日，他们在药物化学权威期刊《Journal of Medicinal Chemistry》上报道了首个有效降解SHP2蛋白的PROTAC分子SHP2-D26，并进行了相关评价。

首先他们根据SHP099和SHP394设计了新型抑制剂4和5（IC50分别为136.2 nM和98.7 nM），通过共晶结构对比分析发现，抑制剂与SHP2蛋白的结合主要依赖与R111、F113、E250之间的三个氢键作用，而苯环间位位于溶剂暴露区，是理想的Linker连接位置。

VHL-1 / cullin 2 E3连接酶复合物已成功用于设计对多种蛋白质（如雄激素受体（AR）和雌激素受体（ER））具有活性的大量PROTAC降解剂，因此被他们选择用来开发SHP2降解剂。

第一轮优化确定了Linker的长度，在16的基础上又对Linker的类型继续优化，最终得到了最优分子26（SHP2-D26），0.1 μM浓度下对SHP2蛋白的降解程度高达95%以上，Westernblotting结果表明SHP2以剂量依赖性方式有效降解SHP2蛋白，在KYSE520和MV4;11细胞株的DC50分别为6.0 nM和2.6 nM，与SHP099相比，SHP2-D26对KYSE520细胞的抗增殖效果提高近100倍（KYSE520 cell line，SHP099，IC50 = 1.0 μM，SHP2-D26，IC50 = 9.9 nM）。

总结

基于变构位点，王少萌教授课题组设计合成了一系列PROTAC SHP2降解剂小分子以及后期通过优化和评价，最终得到了一个能够高效降解SHP2蛋白的降解剂SHP2-D26，首次证明了通过靶向降解SHP2蛋白实现抑制SHP2活性的可行性，为SHP2相关疾病的治疗提供了一条新的路径。