Biacore技术“拆解”MCL-1/BAK：靶向抗癌药物设计新突破！

中南大学湘雅医院肿瘤科及暨南大学的研究人员在《Acta Neuropathologica Communications》中发表文章，利用Biacore技术，系统解析了MCL-1与BAK结合的分子特异性，揭示了p5疏水亚口袋在相互作用中的核心作用，为设计新型MCL-1抑制剂提供了关键理论依据。

通过X射线晶体学解析复合物结构（分辨率1.98 ?），发现BAK多肽呈现α螺旋构象，其疏水残基Val74、Leu78、Ile81和Ile85精准嵌入MCL-1的BH3结合沟槽（图2A、B），带电荷残基Asp83 BAK与Arg263 MCL-1之间形成了保守的盐桥相互作用（图2C）。与BAK-BH3_short多肽相比，BAK-BH3_long多肽的延伸残基额外形成一个α螺旋转角（α-helical turn），且h4残基（Ile85）位置发生微小位移（图2A）。

在延伸的五个残基中，Arg88 BAK、Asp90 BAK、Ser91BAK和Glu92 BAK与MCL-1之间基本不存在范德华相互作用（图2D）。然而，Tyr89 BAK与MCL-1的疏水平面区域（由Val216、Phe318和Phe319等疏水残基构成）形成显著的疏水相互作用（图2D）。

综上，MCL-1通过p5亚口袋特异性识别BAK C端延伸序列（尤其Tyr89），相比之下，BCL-XL则依赖经典BH3沟槽结合，对C端序列无偏好，这也为设计靶向MCL-1/BAK的高选择性抑制剂提供理论依据。

为探究MCL-1的p5疏水亚口袋功能，研究人员构建了MCL-1 F319 A突变体，利用SPR技术实时监测两者结合的动力学过程。结果显示，BAK-BH3长肽与MCL-1野生型以及MCL-1突变型的结合亲和力比短肽高约10倍（KD=33.4 nM vs.277 nM），而BAK Tyr89突变型与MCL-1野生型的亲和力为537 nM，说明MCL-1 Phe319或BAK Tyr89的突变会显著破坏二者相互作用，从而抑制凋亡进程。

Wei H, Wang H, Xiang S, Wang J, Qu L, Chen X, Guo M, Lu X, Chen Y. Deciphering molecular specificity in MCL-1/BAK interaction and its implications for designing potent MCL-1 inhibitors. Cell Death Differ. 2025 Jun;32(6):991-999. doi: 10.1038/s41418-025-01454-2. Epub 2025 Feb 3. PMID: 39901037; PMCID: PMC12162865.