类型a：学术研究报告

作者及机构
本研究由Yazhou Wang、Xiaomin Wang、Tingting Liu等共同完成，主要作者来自InSilicoMedicine Shanghai Ltd.（中国上海）、InSilicoMedicine US Inc.（美国剑桥）、InSilicoMedicine Hong Kong Ltd.（中国香港）等机构。论文于2025年发表在*Nature Communications*期刊（DOI: 10.1038/s41467-025-65796-8）。

学术背景
PKMYT1（膜相关酪氨酸/苏氨酸蛋白激酶1）是近年来癌症精准治疗的重要靶点，因其与CCNE1扩增、FBXW7和PPP2R1A突变等致癌改变存在“合成致死”（synthetic lethality）关系。然而，现有小分子PKMYT1抑制剂面临分子多样性不足、选择性差等问题。本研究利用人工智能（AI）驱动的化学平台Chemistry42，设计了一种新型双功能PKMYT1降解剂（PROTAC），通过将全新PKMYT1抑制剂与优化的CRBN（Cereblon）结合剂连接，实现了PKMYT1的降解与抑制双重机制。

研究流程
1. AI生成新型PKMYT1抑制剂
- 方法：基于PKMYT1与已知抑制剂RP-6306和达沙替尼（dasatinib）的复合物结构，利用Chemistry42平台生成新药效团模型，结合片段替换和定向生长策略，生成2023个候选分子。
- 筛选：通过分子对接、聚类分析和视觉评估，最终选择化合物1进行合成。其结合亲和力达亚微摩尔级别，且甲基酚基团对活性至关重要。
- 优化：通过结构改造获得化合物4，其PKMYT1抑制活性（IC50 2.6 nM）和细胞活性（pCDK1抑制IC50 96 nM）显著提升，并具备良好口服生物利用度（51.9%）。

1. PROTAC设计与优化

   • 三元复合物建模：通过分子对接模拟PKMYT1-PROTAC-CRBN相互作用，选择连接子长度为8–10原子的构型。
     
   • PROTAC合成：以化合物4为PKMYT1配体，连接不同CRBN结合剂（如来那度胺），生成系列PROTAC（如D1-D16）。
     
   • 药效评估：D16-M1P2展现出最强的PKMYT1降解能力（DC50 0.7 nM）和pCDK1抑制活性（IC50 9.0 nM），且对CRBN非依赖性底物（如GSPT1、IKZF1/3）无降解作用，显示高选择性。
     

2. 机制验证与药效学

   • 降解机制：D16-M1P2通过泛素-蛋白酶体系统（UPS）降解PKMYT1，此过程可被蛋白酶体抑制剂MG-132或CRBN/PKMYT1竞争性小分子阻断。
     
   • 双功能机制：D16-M1P2兼具降解和抑制功能。低浓度时以降解为主，高浓度时抑制效应占主导（“钩效应”）。
     
   • 体内外活性：在CCNE1扩增或FBXW7/PPP2R1A突变的肿瘤细胞中，D16-M1P1选择性抑制增殖（IC50 177 nM vs. 野生型2121 nM）；在异种移植模型中，口服给药（120 mg/kg）可抑制66.4%肿瘤生长。
     

主要结果
- AI驱动设计：化合物4作为全新PKMYT1抑制剂，其吡咯并[2,3-b]吡啶支架与PKMYT1铰链区形成双重氢键，氰基增强结合稳定性。
- PROTAC优势：D16-M1P2的降解效应持久（>24小时），且相比RP-6306，其激酶选择性显著提高（仅4/403激酶在1000 nM下被抑制）。
- 双机制协同：降解与抑制互补，尤其在“钩效应”浓度下，抑制功能弥补了降解效率下降的缺陷。

结论与价值
本研究通过AI平台开发了首个双功能PKMYT1降解剂D16-M1P2，其科学价值在于：
1. 靶点探索：为PKMYT1生物学研究提供高特异性化学探针。
2. 技术革新：验证了AI在PROTAC设计中的高效性，尤其是连接子优化与三元复合物建模。
3. 治疗潜力：D16-M1P2的口服生物利用度（53.4%）和低毒性为临床转化奠定基础。

亮点
- AI赋能：Chemistry42平台实现了从虚拟生成到活性验证的全流程加速。
- 双功能创新：首次报道兼具降解与抑制功能的PKMYT1靶向剂。
- 高选择性：PROTAC设计显著降低脱靶风险，克服了RP-6306的剂量限制毒性。

其他价值
研究揭示了PKMYT1非催化功能（如稳定β-catenin）的潜在治疗意义，为联合靶向策略提供新思路。