ERK抑制剂MK-8353的合成文献综述

开题报告内容：（包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述，不少于2000字）

丝裂原活化蛋白激酶（Mitogen-activated protein kinases，MAPKs）信号转导通路是将细胞表面信号转导至细胞核的重要信号通路，该通路通过影响动物细胞内基因的转录和调控，从而引起细胞增殖、 分化、 转化以及凋亡等生物学反应^[1]。目前在哺乳动物细胞中共发现了5条MAPKs信号通路，包括细胞外信号调节激酶（ERK, Extracellular regulated protein kinases）、 c-Jun N末端激酶（JNK/SAPK, c-Jun N-terminal kinase/stress-activated protein kinase）、p38激酶同工酶（p38A、p38B、p38C和p38D）、ERK3/ERK4以及ERK5^[2]。

RAS-RAF-MEK-ERK信号转导通路（ERK通路）是负责放大和调控有丝分裂信号的蛋白激酶级联反应通路，其可被多种有丝分裂原和其他细胞外来源（如生长因子、胰岛素、渗透压和细胞因子）所激活^[3,4]。这些不同的配体和刺激物在细胞膜上触发酪氨酸激酶(RTK)受体的二聚和激活，从而导致Ras-GDP向受体募集。Ras - GDP在鸟嘌呤核苷酸交换因子同系物1和2 (Sos-1/2, Son of Sevenless homolog 1 and 2 )^[5]的协助下转换为Ras - GTP，而这两个因子是通过几个转接蛋白(含Sh2的胶原相关蛋白(Shc, Sh2-containing collagen-related)和生长因子受体结合蛋白2 (Grb-2, growth factor receptor-bound protein 2)被募集到受体中^[3]。随后，Ras-GTP激活Raf家族（A-Raf, B-Raf和C-Raf）最终使其二聚化^[6]。Raf是核心ERK信号通路中丝裂原激活蛋白激酶激酶激酶(MAP3K)级的主要成员，其被激活后可通过C端磷酸化并激活下游的丝裂原激活的细胞外信号调节激酶（Mitogen-activated extracellular signal-regulated kinase, MEK），进而通过磷酸化ERK1 (T202/Y204)和ERK2 (T202/Y204)的特定苏氨酸和酪氨酸激活ERK激酶^[3]。ERK1/2是丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，其可磷酸化250多种已知的下游底物（如转录因子、RSK家族激酶、磷酸酶等）^{[3, 7]}，这些广泛的下游底物调控着细胞的增值、转录、迁移、粘附、存活、代谢等程序^[8]。（图1）

图1. RAS-RAF-MEK-ERK级联信号通路

ERK是细胞外调节蛋白激酶的简称。到目前为止，RAS-RAF-MEK-ERK通路中共鉴定出2个ERK亚型：ERK1（360个氨基酸）和ERK2（379个氨基酸），二者具有90%同源性^[9]，并且共享相同的下游底物^[10]。

ERK 2激酶在溶剂中具有多种构像，其构象状态的分布，可由不同抑制剂的结构类型来调节。双机制ERK 2抑制剂可同时抑制ERK 2激酶催化中心及ERK 2的磷酸化，其可诱导ERK 2蛋白的Tyr36位于P-Loop环的下面和Tyr64处在一种“in”的状态，形成了第二个口袋；单机制ERK 2抑制剂只抑制ERK 2激酶的催化中心，其诱导ERK 2蛋白的Tyr36位于P-Loop环的前方，与Tyr64形成Pi-Pi共轭，第二口袋关闭，处于out的状态。

目前ERK抑制剂根据作用机制可以分为四类，包括催化性抑制剂，共价性抑制剂，可逆的ATP竞争型抑制剂和双重作用机制抑制剂。SCH772984是具有双重作用机制的抑制剂，既抑制ERK1 / 2的MEK磷酸化，又抑制其内源激酶功能，具有纳摩尔活性，有更好的抑制效果。但是其具有较差的药代动力学性质，高清除率和低渗透性导致大鼠的吸收度和生物利用度差，这阻碍了SCH772984的进一步发展。但SCH772984为药物化学计划提供了一个很好的起点，使得在SCH772984的基础上开发一种有效的，选择性的，口服生物可利用的ERK1/2肿瘤抑制剂成为可能。MK-8353就是对SCH772984进行结构优化的双重机制抑制剂，具有良好的口服利用度。MK-8353是一种有效的，选择性和口服的ERK1/2抑制剂，IC₅₀分别为23.0 nM和7 nM。MK-8353具有抗肿瘤活性，仅1mu;M的MK-8353对3种激酶（CLK2，FLT4和Aurora B）显示大于50％的抑制活性^[14]。MK-8353还显示出对各种癌细胞系的有效抗肿瘤活性，例如Malme-3M细胞（黑色素瘤），Colo-205细胞（结肠），NCI-H292细胞（肺），A-549细胞（NSCLC），8505C细胞（甲状腺），SW-626细胞（卵巢），EC₅₀分别为21 nM，19 nM，130 nM，230 nM，210 nM，108 nM。研究发现，ERK抑制剂能有效阻断ERK通路的信号传导并有望解决Raf和MEK抑制剂的先天性或获得性耐药性的问题，在癌症治疗方面有重要的发展前景。

图2. a) BVD-523 (1) 与ERK 2蛋白的共晶结合(pdb: 6gdq)，第二口袋关闭，处于out状态； b) SCH772984 (2) 与ERK 2蛋白的共晶结合(pdb: 6gdm) ，第二口袋开放，处于in状态；c) MK-8353 (3) 与ERK2蛋白的共晶结合(pdb: 6dcg).