我所發現小分子抑制劑誘導的CDK12／13CyclinK變構激活解離新機制

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　　近日，我所生物技術研究部生物分子結構表征新方法研究組（1822組）王方軍研究員團隊與上海藥物研究所藥物發現與設計中心羅成研究員團隊合作，通過整合賴氨酸反應性分析質譜（LRP-MS）和非變性質譜（nMS）的結構質譜策略，發現了小分子抑制劑SR-4835誘導細胞周期蛋白依賴性激酶12/13-細胞周期蛋白K復合物（CDK12/CDK13-Cyclin K）變構激活解離的抑制新機制，為CDK12/CDK13小分子抑制劑的理性設計開拓了新思路。

　　CDK12和CDK13在轉錄和mRNA加工中發揮重要的調節作用，靶向抑制CDK12和CDK13已在體外模型中被證明是多種癌癥治療的有效手段，但是還沒有CDK12/CDK13的小分子抑制劑被批準在臨床使用。目前，仍然缺乏對小分子抑制動態相互作用分子機制進行高通量表征的方法，極大限制了CDK12/CDK13抑制劑的理性設計和相關藥物研發。

　　在本工作中，合作團隊發展了整合LRP-MS和nMS的結構質譜策略，系統研究了多種小分子抑制劑調控下CDK12/CDK13-Cyclin K復合物的動態構象變化和整體蛋白組裝。合作團隊通過前期發展的LRP-MS策略獲得了包括抑制劑結合口袋、結合強度、界面分子細節和動態構象變化在內的分子作用結構信息；發現SR-4835能夠使CDK12/CDK13-Cyclin K相互作用界面賴氨酸標記反應性（溶劑可及性）顯著增大，推測其誘導了CDK12/CDK13-Cyclin K復合物的解離。進一步，合作團隊利用自主研發的高靈敏度靜態電噴霧離子源和nMS分析證明了SR-4835能夠有效減弱CDK12/CDK13-Cyclin K的相互作用，并通過免疫共沉淀實驗在活體細胞水平進行了驗證。相關研究結果展現了LRP-MS整合nMS在分子水平評估和理性設計激酶抑制劑的重要潛力。

　　王方軍團隊致力于發展生物大分子質譜新儀器和新方法，在大連相干光源搭建了高能紫外激光解離—串聯質譜儀器，已在蛋白質及其復合物動態結構和相互作用的質譜分析中取得了系列研究進展（J. Am. Chem. Soc.，2023；Cell Chem. Biol.，2022；CCS Chem.，2022；Chem. Sci.，2021）。

　　上述工作以“Structural Mass Spectrometry Probes the Inhibitor-Induced Allosteric Activation of CDK12/CDK13-Cyclin K Dissociation”為題，于近日發表在《美國化學會志》（Journal of the American Chemical Society）上。該工作的共同第一作者是我所1822組聯合培養碩士研究生白玉、劉哲益副研究員以及南京中醫藥大學/上海藥物研究所聯合培養博士研究生李元卿。該項目獲得科技部前沿生物重點專項、國家自然科學基金、中科院和臨港實驗室等項目的資助。（文/圖 白玉、劉哲益）

　　文章鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c01697