【新聞事件】：今天 Derek Lowe 的博客提到點擊化學(xué)在化學(xué)生物學(xué)的應(yīng)用，并用七月份發(fā)表在《科學(xué)》雜志上的一篇文章為例說明這個技術(shù)現(xiàn)在的威力。這篇文章把兩個已知的 BRD4 抑制劑接上點擊片段后跟蹤藥物在體內(nèi)、體外試驗與 BRD4 的結(jié)合，解釋了為什么這些藥物只影響部分 BRD4 調(diào)控基因的表達(dá)、在 AML 腫瘤模型中骨髓腫瘤細(xì)胞比脾臟、外周腫瘤細(xì)胞更難被清除等實驗現(xiàn)象。這些細(xì)節(jié)對理解新藥的機(jī)理非常重要、但用以前的技術(shù)很難得到這些信息。

【藥源解析】：點擊化學(xué)是 2001 年藥獎獲得者 Barry Sharpless 提出的一個概念。90 年代以前合成化學(xué)追求目標(biāo)化合物（多數(shù)是天然產(chǎn)物）的合成難度，但是效率通常很低。Sharpless 認(rèn)為與其投入大量人力物力合成 0.1 毫克復(fù)雜天然產(chǎn)物，不如把資源用在開發(fā)合成方法上面。他說化學(xué)家不應(yīng)該合成碳碳鍵，這種高難的技術(shù)活應(yīng)該由生物體系去做?；瘜W(xué)家應(yīng)該專注建造碳雜原子鍵。還不是所有碳雜原子鍵，而是那種釋放高自由能的化學(xué)鍵合成，即點擊化學(xué)（Click chemistry）。

Click 翻譯成點擊不*準(zhǔn)確，這個詞英文也有一見鐘情、相見恨晚的意思。點擊化學(xué)的兩個反應(yīng)物是為彼此而生，見面如烈火遇干柴，不需任何幫助在室溫、水溶液里就率反應(yīng)。他當(dāng)時舉的例子是疊氮與炔生成三氮唑這個老反應(yīng)。到現(xiàn)在這也還是應(yīng)用zui多的點擊化學(xué)反應(yīng)，有時化學(xué)家的創(chuàng)造力也確實令人捉急?！犊茖W(xué)》這篇文章還用了一個四氮嗪與反式環(huán)烯的 Diels-Alder 成環(huán)反應(yīng)，這個反應(yīng)用的也比較多，雖然生成的是碳碳鍵。

點擊化學(xué)在有機(jī)合成中應(yīng)用主要是化合物庫的建造，影響十分有限。這個思想也未能改變合成化學(xué)追求高難天然產(chǎn)物的行業(yè)文化。但這個技術(shù)對化學(xué)生物學(xué)的發(fā)展的確起了重要作用。以前研究小分子藥物的蛋白靶點一般把藥物分子接上、利用與抗蛋白的強(qiáng)結(jié)合力找到靶點蛋白。但是一是這種結(jié)合不是共價結(jié)合、穩(wěn)定性還是略差，二是因為加上鏈接經(jīng)常改變藥物活性、更重要的是降低過膜性，無法用于整體未打碎細(xì)胞的研究。另一個依靠共價形成的 ABPP 技術(shù)我們也講過幾次。

點擊化學(xué)只要在藥物分子上接上分子量很小的炔基加上一個鏈接片段，不怎么影響藥物性質(zhì)。這兩個 BRD4 配體接上側(cè)鏈后生物活性、對基因表達(dá)影響與原藥幾乎一樣。疊氮底物可以接上熒光物質(zhì)，在細(xì)胞內(nèi)與已經(jīng)打入靶點內(nèi)部的炔基標(biāo)記藥物反應(yīng)后可以很容易跟蹤藥物在組織、細(xì)胞內(nèi)的分布。炔基標(biāo)記藥物還可以再用環(huán)重氮丙烷雙重標(biāo)記，這個基團(tuán)光照后能與結(jié)合蛋白反應(yīng)生成共價結(jié)合物。這個雙重間諜進(jìn)入細(xì)胞與靶點結(jié)合，光照后與蛋白形成共價鍵。然后用點擊化學(xué)把這些蛋白 / 藥物反應(yīng)產(chǎn)物撈出，該藥物分子在細(xì)胞內(nèi)干過什么事可以說是人贓俱在。

有人問如果藥物能治病你管它在細(xì)胞內(nèi)與誰接觸呢？藥物上市后當(dāng)然這個問題不重要了，但在漫長的研發(fā)過程中知道療效和副作用來自與哪些蛋白的相互作用對于成功率是非常重要的。如果藥物的療效來自非目標(biāo)蛋白（脫靶活性），那么開發(fā)路徑中需要修路搭橋的路段要多出很多，不確定性大大增加。當(dāng)然也有 Zetia 這樣的成功特例。反過來如果毒性來自目標(biāo)蛋白，那么你繼續(xù)優(yōu)化也前景黯淡。

新藥研發(fā)是個龐大的系統(tǒng)工程。每天我們報道臨床試驗成功與失敗、新藥批準(zhǔn)還是拒絕這些zui終結(jié)果，但藥物要到這一步需要無數(shù)人的辛苦工作。化學(xué)生物學(xué)只是冰山的一角，希望大家可以管中窺豹、從中看出尋找挽救病人生命新藥幕后的艱苦