分享一篇发表在Nat. Commun.上的文章，题目为“Sulphostin-inspired N-phosphonopiperidones as selective covalent DPP8 and DPP9 inhibitors”，通讯作者是来自德国杜伊斯堡-埃森大学的Markus Kaiser教授，他的研究方向聚焦于开发和使用化学生物学方法研究和调节蛋白水解。这篇文章中，作者以天然产物Sulphostin为起点开发N-膦哌啶酮作为DPP8/9选择性共价抑制剂。

二肽基肽酶（DPP）8和9是二肽基肽酶4活性/结构同系物亚家族的丝氨酸蛋白酶，这一亚家族中，DPP4在肠促胰岛素的水解中发挥作用，因此成为多种抗糖尿病药物的靶标。相比之下，DPP8/9位于细胞内，参与焦亡和泛素介导的蛋白水解等生物过程，是化学探针和抗炎抗癌药物发现的潜在靶标。因此作者希望开发DPP8/9选择性抑制剂，并在蛋白质组范围对抑制剂的选择性进行了评估。

考虑到DPP4和DPP8/9的活性位点之间具有很强的同源性，作者首先使用已经报道为DPP4抑制剂的天然产物Sulphostin，确定其同样可以抑制DPP8/9，但抑制效果不如已有的抑制剂。

随后作者通过非变性质谱和晶体结构解析，证明Sulphostin与DPP的共价结合模式，即Sulphostin首先与DPP形成可逆的非共价酶抑制剂复合物，随后活性丝氨酸残基亲核进攻释放3-氨基哌啶-2-酮离去基团，并在丝氨酸残基上形成磷酸氨基磺酸酯的共价修饰。

进一步，作者希望检测Sulphostin的共价修饰反应是否具有特异性。因此作者使用FP-alkyne探针进行了竞争性ABPP实验。鉴定结果中仅有DPP8/9两个丝氨酸蛋白酶显示出Sulphostin对FP探针标记的显著竞争，说明Sulphostin可以作为进一步开发抑制剂的起始结构。

于是作者以Sulphostin为基础设计了一系列N-膦-3-氨基哌啶-2-酮抑制剂，通过添加疏水烷基链提高抑制剂的细胞膜通透性，并增加对DPP8/9的抑制效果和选择性。并且通过酶活抑制动力学分析、晶体结构解析和竞争性ABPP证明了这一结构是DPP8/9的选择性共价抑制剂。

总的来说，这篇文章作者基于已知的DPP4抑制剂Sulphostin设计了DPP8/9选择性共价抑制剂，并通过晶体结构解析和竞争性ABPP对抑制剂的机制和选择性进行了评估。

本文作者：LCX

责任编辑：LZ

DOI：10.1038/s41467-025-58493-z

原文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-025-58493-z