PARP的主要作用机理比较有意思,合成致死,这个名词可能不太容易让人理解。不过简单来说:就是为了维系生存,正常细胞有两条畅通的路,殊途同归;而某些癌细胞,发生了某些突变,虽然获得了一些好处,但也堵住了其中一条路,从而过分依赖另一条路。如果我们把它这条路也给堵上,那正常细胞还有一条路可走,癌细胞就死翘翘。
回到PARP,如图1,它是修复DNA损伤的一条路,正常细胞还有另一条路HRR,而某些癌细胞HRR缺陷,这使得它们能更快变异、但也埋下隐患。如果我们用PARP抑制剂、将这条路堵上,这些癌细胞将无法修复损伤的DNA、最终死亡,而正常细胞还可耐受。

图1 PARPi的合成致死机理示意

图2 上市PARPi及其2D结构
下面依次看下这些上市PARPi、对主靶点PARP1的结合模式,其中氟唑帕利没有晶体结构,不过跟Olaparib应该比较像。此外,AbbVie公司的Veliparib尽管没上市,但也放上来看看。
结构较多,不一一说了。其中黑色虚线表示氢键(HB),青色虚线表示pi-pi作用,紫红虚线表示盐桥,绿色虚线表示pi-cation,此外还有疏水作用等、但不便于标识。
这些相互作用的重要性不同:其中与Gly863 & Ser904形成的HB,是所有分子都有、且大概不可少的,这两个残基也加了粗、编号黑底黄字高亮;而其它有些相互作用,则非大家共有、而是各具特色,对各自分子的亲和力当然也重要,但非不可改。
保守相互作用中,不仅这3个HB不可少,而且形成这3个HB的药效团也没有改,都是酰胺,或者把酰胺环起来、或者未环,环起来的或者是饱和环、或者是不饱和环,但总之不耽误这3个HB的形成(虽然强度可能略有差别)。这个酰胺,也是底物结合的重要药效团,而且看着也确实不容易更改。

图3A Olaparib结合PARP1
左上角3个HB在所列所有PARPi中保守

图3B Rucaparib结合PARP1
右侧氨基形成较强盐桥,不是与Asp766,而是与Glu763(标粗,但未标编号)

图3C Niraparib结合PARP1
右侧氨基与Asp766形成较强盐桥

图3D Talazoparib结合PARP1

图3E 帕米帕利结合PARP1
吡咯部分的NH可能也有水桥HB,只是晶体结构没有解析出那个水分子

图4是上述晶体结构小分子结构叠合在一起,不同分子碳原子不同颜色显示。6个分子叠到一起,可能略显凌乱,不过可以看出,左侧结构比较保守,尤其是左上角酰胺(前面也提及),而右侧片段比较多样化。


图5 选择性PARP1抑制剂AZD5305
