网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

十年磨一剑:北大湖北校友刘森团队在共价药物发现领域取得重要研究进展

0
分享至


近日,湖北北大校友、湖北工业大学刘森教授及其团队在共价药物发现领域取得系列重要研究进展。

共价药物是一类通过与蛋白质中特定氨基酸残基形成共价键而持续调节目标蛋白质活性的药物。2013年以前,因为担心共价药物的潜在毒性,科研人员通常有意规避共价药物。但近十年的研究发现,与传统非共价药物相比,共价药物具有作用时间长、有效剂量低、耐药出现慢、作用靶点广泛等优点。2013年,布鲁顿酪氨酸激酶(BTK)的首个共价药物伊布替尼(ibrutinib)获批上市,用于治疗被套细胞淋巴瘤和慢性淋巴细胞白血病等。同年,首个ErbB家族蛋白共价抑制剂阿法替尼(afatinib)也获批上市,用于治疗具有表皮生长因子受体(EGFR)突变的非小细胞肺癌。自那以来,共价药物受到了药物发现领域的广泛重视,成为药物发现的热点。近十年来,每年都有理性(有意)设计的共价药物获批上市,其中很多都是突破性药物,如靶向被认为“不可成药”致癌蛋白KRAS的首个药物索托拉西布(sotorasib)、靶向新冠主要蛋白酶的奈玛特韦(nirmatrelvir)、靶向斑秃关键酶JAK3和TEC激酶的利特昔替尼(ritlecitinib)等。

刘森教授团队在国际上较早开展共价药物的理性发现工作。2014年以前,共价药物计算机辅助发现方法十分匮乏。刘森教授团队在开展多胺代谢关键蛋白酶AdoMetDC(腺苷甲硫氨酸脱羧酶)的药物发现研究中,借鉴蛋白质设计的思想,首次成功建立了AdoMetDC非共价抑制剂的高通量筛选(计算和实验)流程(Scientifc Reports,20151),随后近一步开发了首个基于非共价对接的共价药物计算机辅助发现方法SCARdock,获得了国内国际发明专利(ZL 201410530672.3; ZL 201410530674.2; ZL 201610257410.3; 意大利N. 10201700043484),并在AdoMetDC共价抑制剂的发现上得到成功验证(Journal of Chemical Information and Modeling, 20162)。

近年来,刘森教授团队持续围绕SCARdock方法开展了系统性的改进和应用研究。2025年7月,团队在药物化学领域国际权威期刊《Journal of Medicinal Chemistry》上发表了题为“High-efficiency discovery and structure-activity-relationship analysis of non-substrate-based covalent inhibitors of S-adenosylmethionine decarboxylase”的研究论文3。该工作改进了SCARdock筛选流程,利用量化计算预测弹头反应活性,成功发现了12个新型AdoMetDC共价抑制剂,将共价抑制剂筛选成功率从此前的16%提升至70%,大大降低实验筛选成本,并首次探讨了AdoMetDC非底物抑制剂的构效关系。结合此前的研究,团队发现的AdoMetDC共价抑制剂一起形成了新的第四代AdoMetDC抑制剂。


2025年6月,团队在生物有机化学领域国际知名期刊《Bioorganic Chemistry》上发表了题为“Discovery of new covalent inhibitors of monoacylglycerol lipase with the nitrile warhead via SCARdock”的研究论文4。该工作首次将SCARdock应用于靶向丝氨酸(Ser)残基的共价抑制剂发现,并首次发现了针对单酰基甘油脂肪酶(MAGL)的新型含氰基弹头共价药物。


2025年9月,团队在《Bioorganic Chemistry》上再次发表了题为“SUMO E1 covalent allosteric inhibitors modulate polyamine synthesis via the MAT2A-AdoMetDC axis”的研究论文5。该论文首次将SCARdock应用于靶向半胱氨酸(Cys)残基和蛋白-蛋白相互作用界面的共价抑制剂发现,首次建立了相素化激活酶(SUMO E1)变构口袋共价抑制剂的计算机辅助筛选流程,并成功获得了SUMO E1的新型共价变构抑制剂。该工作还进一步证明SUMO E1新共价抑制剂能干扰细胞内相素化途径,导致甲硫氨酸腺苷转移酶(MAT2A)的相素化水平降低,降低其产物腺苷甲硫氨酸(AdoMet)的水平。AdoMet是AdoMetDC的底物,团队意外发现细胞内AdoMetDC的水平反馈性上升并促进了细胞内多胺的合成,最后证明SUMO E1 新型共价抑制剂与多胺合成抑制剂联合使用对乳腺癌细胞有协同抑制作用。


此前,团队还通过多个工作系统展示了SCARdock方法在不同药物靶标上的广泛适用性,探讨了其在药物重利用(drug repurpose)方面的应用潜力(Bioinformatics, 20206; Computational and Structural Biotechnology Journal, 20207; Frontiers in Pharmacology, 20208),并建立了免费的公共服务器(ACS Omega,20239)。


十年来,刘森教授团队围绕SCARdock开展的共价药物发现工作在国际上引起了广泛关注。SCARdock作为首个经过实验验证的基于非共价对接的共价药物发现方法,被领域内国际同行广泛引用和评论(Molecular Informatics, 201810; Trends in Pharmacological Sciences, 202011; Molecular Diversity, 202312; Communications Chemistry, 202513)。近日,刘森教授受邀在《生命的化学》期刊上发表了“基于非共价对接的共价药物发现”一文,对SCARdock相关进展进行了系统综述14。



刘森教授团队主要开展药物发现、蛋白质设计、多胺代谢调控等研究,团队艾元宝博士、王娟萍博士、宋旗博士等在以上工作中也做出重要贡献。刘森教授为湖北省生物信息学会创始人之一并担任第一届、第二届副理事长,同时还担任诺贝尔奖获得者David Baker领导的国际蛋白质设计联盟(Rosetta Commons)兼职PI、国际多胺研究组织(IPF ONLUS)顾问委员、中国生物信息学会(筹)生物信息与药物发现专委会委员、湖北省生物化学与分子生物学会常务理事等学术职务。

主要文献:

1.Liao, C., Wang, Y., Tan, X., Sun, L., and Liu, S. (2015). Discovery of novel inhibitors of human S-adenosylmethionine decarboxylase based on in silico high-throughput screening and a non-radioactive enzymatic assay. Sci Rep 5, 10754. https://doi.org/10.1038/srep10754.

2.Ai, Y., Yu, L., Tan, X., Chai, X., and Liu, S. (2016). Discovery of Covalent Ligands via Noncovalent Docking by Dissecting Covalent Docking Based on a “Steric-Clashes Alleviating Receptor (SCAR)” Strategy. J. Chem. Inf. Model. 56, 1563–1575. https://doi.org/10.1021/acs.jcim.6b00334.

3.Ai, Y., Xu, S., Zhang, Y., Liu, Z., and Liu, S. (2025). High-efficiency discovery and structure–activity-relationship analysis of nonsubstrate-based covalent inhibitors of S -adenosylmethionine decarboxylase. J. Med. Chem., acs.jmedchem.4c03191. https://doi.org/10.1021/acs.jmedchem.4c03191.

4.Wang, J., Shi, X., Wang, J., Zheng, Q., Shao, P., and Liu, S. (2025). Discovery of new covalent inhibitors of monoacylglycerol lipase with the nitrile warhead via SCARdock. Bioorganic Chemistry, 108378. https://doi.org/10.1016/j.bioorg.2025.108378.

5.Zhang, S., Li, J., Wang, Z., Jiao, Y., Shi, X., Ai, Y., Wang, J., and Liu, S. (2025). SUMO E1 covalent allosteric inhibitors upregulate polyamine synthesis via the MAT2A-AdoMetDC axis. Bioorg. Chem. 164, 108930. https://doi.org/10.1016/j.bioorg.2025.108930.

6.Liu, S., Zheng, Q., and Wang, Z. (2020). Potential covalent drugs targeting the main protease of the SARS-CoV-2 coronavirus. Bioinformatics 36, 3295–3298. https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btaa224.

7.Li, Q., Wang, Z., Zheng, Q., and Liu, S. (2020). Potential clinical drugs as covalent inhibitors of the priming proteases of the spike protein of SARS-CoV-2. Computational and Structural Biotechnology Journal 18, 2200–2208. https://doi.org/10.1016/j.csbj.2020.08.016.

8.Zhang, Y., Zheng, Q., Zhou, Y., and Liu, S. (2020). Repurposing Clinical Drugs as AdoMetDC Inhibitors Using the SCAR Strategy. Front. Pharmacol. 11, 248. https://doi.org/10.3389/fphar.2020.00248.

9.Song, Q., Zeng, L., Zheng, Q., and Liu, S. (2023). Scardock: a web server and manually curated resource for discovering covalent ligands. ACS Omega 8, 10397–10402. https://doi.org/10.1021/acsomega.2c08147.

10.Sotriffer, C. (2018). Docking of Covalent Ligands: Challenges and Approaches. Molecular Informatics 37, 1800062. https://doi.org/10.1002/minf.201800062.

11.Bianco, G., Goodsell, D.S., and Forli, S. (2020). Selective and Effective: Current Progress in Computational Structure-Based Drug Discovery of Targeted Covalent Inhibitors. Trends in Pharmacological Sciences 41, 1038–1049. https://doi.org/10.1016/j.tips.2020.10.005.

12.Oyedele, A.-Q.K., Ogunlana, A.T., Boyenle, I.D., Adeyemi, A.O., Rita, T.O., Adelusi, T.I., Abdul-Hammed, M., Elegbeleye, O.E., and Odunitan, T.T. (2023). Docking covalent targets for drug discovery: stimulating the computer-aided drug design community of possible pitfalls and erroneous practices. Mol Divers 27, 1879–1903. https://doi.org/10.1007/s11030-022-10523-4.

13.Holcomb, M., Llanos, M., Hansel-Harris, A., and Forli, S. (2025). Structure-based rational design of covalent probes. Commun. Chem. 8, 242. https://doi.org/10.1038/s42004-025-01606-y.

14. 艾元宝,邵培培,黄雪梅,刘森 (2025). 基于非共价对接的共价药物的发现. 生命的化学. DOI: 10.13488/j.smhx.20250465.

转载自:湖北省生信学会





特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
朝鲜1月几乎没再给俄罗斯送武器了

朝鲜1月几乎没再给俄罗斯送武器了

桂系007
2026-02-01 05:23:02
两被击毙港人去乌做雇佣兵原因曝光,接受军事训练以在香港使用

两被击毙港人去乌做雇佣兵原因曝光,接受军事训练以在香港使用

侠客栈
2026-02-01 13:50:37
癌症去世的人越来越多?医生反复叮嘱:宁可打打牌,也别做这5事

癌症去世的人越来越多?医生反复叮嘱:宁可打打牌,也别做这5事

医学原创故事会
2026-01-25 22:54:04
塔利班宣布女性不得互相说话:女性连与女性说话都成违法

塔利班宣布女性不得互相说话:女性连与女性说话都成违法

桂系007
2026-02-02 23:39:18
中国“捡钱”时代即将来临:如果手中只有10万,试试死啃这两条线

中国“捡钱”时代即将来临:如果手中只有10万,试试死啃这两条线

老谢谈史
2026-02-02 18:42:18
萝莉岛上拆解儿童高达吃肉,这事儿怎么洗?

萝莉岛上拆解儿童高达吃肉,这事儿怎么洗?

韬闻
2026-02-01 13:46:13
东体:因为U23男足小组出线,徐彬才满足了狼队外卡要求

东体:因为U23男足小组出线,徐彬才满足了狼队外卡要求

懂球帝
2026-02-02 12:31:07
纳达尔谈阿卡打破自己纪录:不在意,因为我的职业生涯已经结束

纳达尔谈阿卡打破自己纪录:不在意,因为我的职业生涯已经结束

网球之家
2026-02-02 13:15:12
央视曝光后,成都连夜通报

央视曝光后,成都连夜通报

第一财经资讯
2026-02-02 12:11:46
冰川融化,北极熊却越来越胖?气候变化,它们彻底改变捕猎习惯

冰川融化,北极熊却越来越胖?气候变化,它们彻底改变捕猎习惯

英国那些事儿
2026-02-01 22:58:25
15万亿蒸发!黄金白银血洗暴跌,特朗普的美元霸权保卫战

15万亿蒸发!黄金白银血洗暴跌,特朗普的美元霸权保卫战

王二哥老搞笑
2026-02-02 16:33:24
欧媒:欧洲最大电池巨头企业破产,今后再也没有击败中国的希望了

欧媒:欧洲最大电池巨头企业破产,今后再也没有击败中国的希望了

比利
2026-01-31 21:39:19
正义的谎言 —— 失业是因为民企提高了剥削率?

正义的谎言 —— 失业是因为民企提高了剥削率?

生命可以承受之轻
2026-01-31 16:38:49
全新一代雷克萨斯ES将于4月上市,上海工厂下半年竣工

全新一代雷克萨斯ES将于4月上市,上海工厂下半年竣工

IT之家
2026-02-02 15:35:32
一个逻辑闭环:阿富汗女性只能上到小学,但女患者又必须看女医生

一个逻辑闭环:阿富汗女性只能上到小学,但女患者又必须看女医生

黄娜老师
2026-02-01 13:45:43
特朗普放大利好!19个黄金股集体涨停,高盛喊话:黄金上6000美元

特朗普放大利好!19个黄金股集体涨停,高盛喊话:黄金上6000美元

鹏哥投研
2026-02-02 13:07:30
CBA最新排名!广厦爆冷输球第1不稳,上海双喜临门,黑马卷土重来

CBA最新排名!广厦爆冷输球第1不稳,上海双喜临门,黑马卷土重来

老叶评球
2026-02-02 22:23:19
毛雷尔:徐彬的攻防有欧洲球员的潜质,见到他第一天就很喜欢

毛雷尔:徐彬的攻防有欧洲球员的潜质,见到他第一天就很喜欢

懂球帝
2026-02-02 22:06:12
别再传比尔盖茨染病了,他前妻梅琳达亲口说的离婚真相比那脏多了

别再传比尔盖茨染病了,他前妻梅琳达亲口说的离婚真相比那脏多了

达文西看世界
2026-02-02 11:19:45
体测数据显示,徐彬在力量方面好于狼队一线队平均水平

体测数据显示,徐彬在力量方面好于狼队一线队平均水平

懂球帝
2026-02-02 22:50:09
2026-02-03 00:32:49
北京大学湖北校友会
北京大学湖北校友会
北京大学湖北校友会官方号
761文章数 233关注度
往期回顾 全部

科技要闻

阿里筑墙,腾讯寄生,字节偷家

头条要闻

周生生足金挂坠戴1天被刮花 检测后发现含铁、银、钯

头条要闻

周生生足金挂坠戴1天被刮花 检测后发现含铁、银、钯

体育要闻

澳网男单决赛,属于阿尔卡拉斯的加冕仪式

娱乐要闻

57岁音乐人袁惟仁去世,家属发文悼念

财经要闻

金银暴跌 全球股市遭遇“黑色星期一”

汽车要闻

雷克萨斯LC500将于今年底停产 "最美雷克萨斯"谢幕

态度原创

艺术
房产
教育
家居
数码

艺术要闻

马斯克花5万买的折叠屋,是预制住宅的未来吗?

房产要闻

狂卖1548亿后,海南又上演疯狂抢地!

教育要闻

家长反映高一学生无一教辅、依赖打印资料,教育局回应

家居要闻

现代几何彩拼 智焕童梦居

数码要闻

格力再强调暂无铝代铜计划!铝和铜各方面存在较大差距

无障碍浏览 进入关怀版