PKMYT1是⼀种膜相关酪氨酸和苏氨酸特异性激酶，主要存在于细胞质中与高尔基体通过膜系连接到内质网，在多种癌症中发挥致癌作用，包括肝细胞癌，乳腺癌，肺癌，结肠直肠癌和胶质母细胞瘤。PKMYT1与WEE激酶家族的其他成员具有结构相似性，具有通过铰链区连接的N-lobe和C-lobe。WEE1和PKMYT1均可磷酸化CDK1（有丝分裂进入的主要调节剂），从而抑制其活性并阻止其与细胞周期蛋白B相互作用。然而，PKMYT1与WEE1的不同之处在于，它在Thr14和Tyr15残基处均磷酸化CDK1，而WEE1仅在 Tyr15.10位点对CDK1进行磷酸化。
PKMYT1的结构
PKMYT1激酶包含三个主要功能域：N端调节域 (NRD)、中央激酶域 (KD) 和C端调节域 (CRD) 。NRD 包含⼀个富含脯氨酸的区域，该区域有70-90个氨基酸，其中Thr11、Thr16、Ser32、Ser79和Thr84是CDK1的直接磷酸化位点。CRD主要起到将PKMYT1定位到内质网和高尔基复合体的作用。此外，CRD特异性结合p90rsk，后者又磷酸化PKMYT1的CRD。PKMYT1的中心激酶结构中，有多个丝氨酸、苏氨酸和酪氨酸磷酸化位点参与蛋白质磷酸化。
PKMYT1的生物学功能
PKMYT1通过在Thr14和Tyr15位点对CDK1进行磷酸化来发挥负激酶的作用，从而阻止CDK1活化及其与细胞周期蛋白B的相互作用。为了应对DNA损伤，WEE1和PKMYT1激酶会在G2/M边界抑制CDK1，从而阻止细胞分裂，直到DNA损伤得到修复，因此，在癌细胞中，抑制WEE1或 PKMYT1预计会导致细胞逃离G2/M检查点并促 进早期有丝分裂进入，从而导致未修复的DNA损伤造成的遗传病变积累。
CCNE1基因编码的细胞周期蛋白E1是有丝分裂过程中从G1期到S期的过渡的重要调节因子，它与CDK2形成复合物，导致包括视网膜母细胞瘤蛋白(Rb)在内的多个靶标磷酸化。CCNE1扩增在多种肿瘤中普遍存在，包括子宫肿瘤、高级别浆液性卵巢癌和胃食管癌，并且与基因组不稳定性和对靶向疗法的耐药性有关。此外，复制压力增加和TP53突变在CCNE1扩增细胞中尤为明显，这些细胞对细胞周期检查点的依赖性增加，因此易受WEE1或PKMYT1抑制的影响。
KRAS/p53突变导致S期延长，对PKMYT1抑制表现出更高的敏感性。例如，RP-6306与FOLFIRI 联合治疗晚期胃肠道癌症时表现出良好的耐受性和安全性。此外，RP-6306与吉西他滨和伊立替康疗法联合使用可显著改善KRAS/p53突变细胞系的结果。
小分子PKMYT1抑制剂
2021 年，Repare Therapeutics报道了第⼀种强效且选择性的PKMYT1抑制剂RP-6306，这是唯⼀进⼊临床试验阶段用于治疗晚期实体瘤的PKMYT1抑制剂。化合物3是⼀种非特异性Ephrin抑制剂，通过使用基于荧光偏振的置换分析对560种已知激酶抑制剂进行筛选，鉴定为有效药物。去除化合物3苯环上的甲基和羟基后，鉴定出化合物5 ，其IC50值低至8 nM，并且在腺苷⼆磷酸释放分析中具有强选择性。在位置A或B（化合物6和7）引入额外的溴原子可增强 PKMYT1抑制活性。由于羧酰胺和氨基吡咯基团对于与铰链区形成氢键至关重要，用H（化合物8）取代吡咯上的一级氨基或烷基取代酰胺NH2（化合物9）会导致PKMYT1抑制活性显著降低。此外，这些取代的三环衍生物表现出不利的 ADME和物理化学性质。为了克服这些问题，Repare Therapeutics 开发了一种未取代的双环吡咯并吡嗪系统作为三环骨架的替代品。这种具有−NH2、−CONH2和 2,6-⼆甲基苯酚基团表现出更优的物理化学和ADME特性，如通式10所示。此外， R3和R4处的非极性取代基（化合物11）保持了良好的效力和选择性，而极性基团取代（化合物12）则导致选择性降低。最后，在这个系列中，基于细胞的活性、激酶选择性和ADME特性筛选出口服生物可利用和选择性的PKMYT1抑制剂RP-6306。
在Kinativ Colo-205细胞裂解物激酶结合试验中检测到的274种激酶中，1.2 μM高浓度的RP-6306表现出优异的激酶选择性。PKMYT1-RP-6306复合物的晶体结构表明，一级氨基与守门残基 Thr187形成关键氢键。这可能有助于其对高度同源的激酶WEE1 (Asn376) 的选择性。此外，羧酰胺基团与Cys190和Gly191形成氢键。与Lys139、Glu157和His161的两个水介导氢键进⼀步增强了其抑制作用。
参考文献doi: 10.1021/acs.jmedchem.4c01619
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