抗癌药物Aurora激酶抑制剂的发现与发展

抗癌药物Aurora激酶抑制剂的发现与发展引言：细胞分裂或者有丝分裂的过程是高度复杂并且受到严格控制的。在一个细胞周期中，DNA被复制，并随着纺锤体微管的形成，一起分配进入到两个子代细胞中（见图1）。不完全的有丝分裂导致了遗传不稳定性，较大频率产生包含没有双倍体DNA内容的细胞（少于或者多于2次复制DNA）。这些表型几乎是人类所有癌细胞的标志。以阻塞肿瘤细胞连续分裂为目标的有丝分裂器的重要组成部分在该领域的研究中十分紧要。这项努力的成果是已将若干抗癌药物推向市场，并为进一步达到目标提供了证据。例子包括紫杉烷类和长春花生物碱类在内的，以有丝分裂中纺锤体的形成为首要靶点的微管组成。近来，有丝分裂器的替换部件成为研究新的抗癌药物的努力目标。这其中包括带有危险性信号的激酶，如Aurora、PlK，和Cdk激酶以及重要的动力蛋白比如KSP1。图1Aurora激酶是一组三种高度同源的丝氨酸一一苏氨酸蛋白激酶在有丝分裂过程中起到重要的调节作用。从1995年发现到1998年第一次应用到人体癌变组织表达的观察，这些激酶成为肿瘤学业界学术与生产双方面的紧张调研对象。这项努力取得了丰硕的成果，到目前为止，10余种Aurora抑制剂通过了早期临床评价。这些带有典型特征的复合物相对于其他绝大多数激酶而言具有很好的选择性，他们中的大部分的交叉反应即激酶的一个微小设置是与肿瘤生物学有关的。这其中最显著的代表是Abl和Flt-3激酶。Aurora激酶抑制剂可以再细分到三个普遍种类：拥有的对Aurora-A的选择性超过Aurora-B的选择性，拥有的对Aurora-B的选择性超过Aurora-A的选择性，第三种蛋白抑制剂则同时拥有对Aurora-A和Aurora-B的选择性。迄今为止，没有资料显示这些替换物的选择性在临床上的不同。然而，在潜伏期应用这些复合物作为工具以及生物学技术的应用比如siRNA的消耗，为洞察每一个Aurora激酶的差动效应提供了大量证据。由于有使用其他靶向药物的案例，一份详尽的报告宣告靶向药物在肿瘤生物学中可以起到巨大冲击力的临床试验获得成功。这份报告可以帮助解释大部分病人可能响应去试药，帮助解释研究设计的终点，也能够更好的将其他推向市场的药物焦点结合研究。这篇文章将概述每一个Aurora激酶在有丝分裂和肿瘤生物学中扮演的角色，并且讨论不同Aurora激酶选择性差异能够影响细胞和候选药物活性。另外，大量Aurora激酶的生物体结构资料将被回顾。这可以用来提供一份Aurora激酶候选药物的交叉反应性原理，并将回顾怎样在Aurora激酶家族中选择得以实现。最后，这份临床候选靶向药物Aurora激酶的发现与发展将综述并简要讨论其显要的构效关系（SAR）。Aurora激酶和有丝分裂为数众多的研究利用了生物消耗和禁止技术为证实Aurora激酶在有丝分裂中起到的作用提供了见解。这些已然被到处描述和评论过。一篇睿智的个体亚型功能总结，自从各种不同选择性的资料从各方面证实了Aurora激酶在细胞基础上的活性探讨之后，无论如何都是应该的。Aurora-A：Aurora-A是包含在有丝分裂早期活动的调节中，也包括参与有丝分裂。蛋白质的表达和激酶活性在细胞周期G2阶段的上升并在早期有丝分裂中达到顶峰（图1）。从对单极纺锤体的频繁观察中发现，Aurora-A的消耗导致参与有丝分裂延迟，并标志着纺锤体的分裂。在分子水平，Aurora-A在有丝分裂其余过程中起到的作用被完全阐明；然而，有一些决定性的发现可以帮助解释某些资料对Aurora-A的禁用并帮助鉴别其特殊的生物标志物。Aurora-A能够使Cdc25b磷酸化，直接调节细胞周期蛋白B1-Cdk1的合成。这项合成的激活是有丝分裂进行的一个必要条件以及能够证实Aurora-A在有丝分裂过程中起调节作用的基础。观察发现，单极纺锤体形成在Aurora-A消耗之后被认为是在中心小体成熟和分离的缺陷，也是纺锤体形成的微管组织的缺陷。Aurora-A通过减缓蛋白质对于中心小体的补充来调节中心小体的成熟，这是自身聚集纺锤体微管成分的要素，比如Y-微管蛋白。这些决定性的蛋白质包括TPX-2，Ajuba，Bora，和Lats等，都能够有效调节Aurora-A的活性，如同一个重要反馈环的一部分。除了在中心小体成熟中作用之外，Aurora-A也与中心小体的分离有关。磷酸化激酶动力蛋白Eg5,一个中心小体分离的决定性驱动器，通过Aurora-A被描述。Eg5的作用是引起两个中心小体间相互重叠的微管分离。最后，一份关于Aurora-A在在调节纺锤体微管网状系统中所起到的作用的非正式报告开始浮出水面。在一个模拟中，Aurora-A对于EXTAH复合蛋白锌合成起到了决定性调节作用。这次合成包含了蛋白质如Eg5,XMAP2154,Aurora-A，和HURP，具有微管镶边、交联、激酶活性等。将其结合在一起，可以使其交联耦合并固定在成长中的微管网状系统中。这个复合物的许多组成部分是Aurora-A的自身基质。任何复杂纺锤体合成的组成部分的一点破坏，导致大量单极纺锤体形成。很明显，Aurora-A在诸多决定有丝分裂及因Aurora-A的消耗而导致有丝分裂副产物形成的过程中扮演了极为重要的角色。因此，可以预言，Aurora-A选择性的抑制将对抗有丝分裂产生深远的影响。抑制Aurora-A而产生的槽膛内形将如预料中的延迟有丝分裂的进入继之以由于畸变的纺锤体形成产生的缺陷性染色体分离，这将导致异倍体的产生（含有非二倍体DNA）。消耗研究同样表明，随之而来的有丝分裂缺陷，细胞处理Aurora-A抑制剂将随着细胞的衰亡消除。Aurora-B:Aurora-B是催化合成染色体乘客复合体（CPC）的组成成分，决定了有丝分裂的连续进行与完成。此复合物由四种蛋白质组成，即Aurora-B，存活素（survivin），INCENP，和borealin。该复合物的非催化组分则部分起到调节局限和激活Aurora-B的作用。该复合物任何组分的消耗，都能对其他组分产生负面影响，并且破坏有丝分裂的连续进行。存活素（survivin），INCENP，和borealin都是Aurora-B的已知基质，尽管存活素（survivin）和borealin对磷酸化的影响还是未知的，但就INCENP而言，似乎在反馈环中是起到了积极的作用。CPC最初是在沿着染色体臂集中于着丝点之前，染色体结构复制的区域内即姊妹染色单体连接的地方形成的。它最终固定在细胞质分裂的纺锤体中间（见图2）。CPC的局限与有丝分裂的倍数一致。这包括染色体凝结，两极纺锤体的形成，有丝分裂纺锤体中染色体附着物，调节纺锤体检验点，以及完成细胞质分裂。monote^ic synteiic merotelic amphrtelrc图2染色体凝结是分离复制DNA的前提。组蛋白是已知的凝结过程的决定性中介物质，Aurora-B调节活性，再通过Ser10和Ser28磷酸化，形成关键的组蛋白H3。在Ser10上磷酸化的组蛋白H3相当于标示Aurora-B体外活性的生物标记。一旦染色体都凝结，并和中心体分离，就形成了一个双极主轴。CPC在促进纺锤体形成的过程中起了重要的作用。明确的是，Aurora-B的磷酸化和对微管负面调节将破坏19KDa磷蛋白。此外，Aurora-B的蛋白磷酸化可以使MCAK解聚；阻止该行为将导致细胞无法形成两极纺锤体。一旦有丝分裂纺锤体开始形成，两个姊妹染色单体就要从两极对立的主轴上连接到微管。这种连接是通过一个存在于每一个染色单体中间如着丝点一般的多蛋白复合物实现的。失败的着丝点固定在准确的纺锤体上会导致染色体异常。为了避免不恰当的连接，细胞同时破坏了不正确的附着物和稳定正确的附着物“amphitelic”。CPC在这些过程中都起到重要的调节作用。在不适当的连接发生时，Aurora-B使一个称为KMN的多蛋白复合物磷酸化。这一复合物使微管与着丝点结合。Aurora-B的磷酸化干扰其固定到微管，导致着丝点释放。相反地，在吸引正确的着丝点过程中，Aurora-B使微管解聚酶MCAK磷酸化，抑制其活性，从而使纺锤体固定。Aurora-B除了在促进着丝点到微管附着物中起作用之外，CPC在维持附着物通过细胞的准确性方面也扮演着一个十分重要的角色。这一过程中，被称为纺锤体检验点的物质，起到了阻塞深入连续通过有丝分裂直到所有着丝点都正确的固定作用。检验点阻塞了一个无所不在的被称为后期促进复合物（APC）连接酶的催化作用，同时也阻塞了分离蛋白酶的催化。以上一起分开两个姊妹染色单体的连接。由CPC调节的检验点，由未连接的着丝点激活。检验点本身包含了多种蛋白质；其中大部分是知名的如BubRl和Bubl激酶以及Mad蛋白质（Mad1和Mad2）。综上，这些固定了未连接的着丝点并直接抑制APC。Aurora-B已经显示出作为检验点的主要调节作用，从它使Bubr1磷酸化，激活其激酶活性，并使其直接定位到未连接的着丝点。之后BubR1作为补充和激活其他检验点的催化剂。直到所有着丝点都正确的连接到对应的检验点并且激活APC。在接近有丝分裂终点时，Aurora-B集中在纺锤体中心，作为卵裂沟的一个组分，细胞质分裂的决定性条件。虽然在分子水平上，Aurora-B对于细胞质分裂和卵裂沟中的功能的并不清楚，但众所周知Aurora-B可以使蛋白质磷酸化是一个重要工序。这些基质包括了动力蛋白MKPL上的激酶和肌间线蛋白和波形蛋白中间体。与在细胞质分裂中重要角色一致的，细胞中Aurora-B活性丧失而过早的退出有丝分裂，将导致细胞中含有多倍体细胞核，也包括多次复制的DNA。一些所谓的研究诬陷了Aurora-B在细胞分裂中的影响。假设Aurora-B在有丝分裂中为数众多的特性，这个成果将成为帮助预测其对小分子Aurora-B抑制剂全部影响的手段。这些实验经常依赖于激酶死蛋白的表达，所有蛋白中siRNA的消耗，或者中和抗体的显微注射。最常见的是着丝点微管的相互作用的破坏，使染色体失调，导致细胞出现多核或者多倍体。这可以归因于废除的有丝分裂纺锤体检验点，未能改正不适当的着丝点微管附着物，以及未能完成细胞质分裂。纺锤体检验点的覆盖已经证实了实验中Aurora-B的消耗或者中和抗体的抑制是能够绕开有丝分裂的过程，包括微管靶向药物噻氨酯哒唑（Nocodazole）及紫杉醇类药物的诱导。虽然这些研究清楚的表明，Aurora-B活性消耗导致重大缺陷，如有丝分裂和多倍体细胞的产生，但这种不正常的细胞命运命运普遍的评估。Aurora-C:Aurora-C是Aurora激酶中研究最少的，而且其在有丝分裂中的具体作用并没有明确的定义。Aurora-C在较低水平的大多数体细胞组织中的表现，明显不及Aurora-A或者Aurora-B。Aurora-C在睾丸组织中的高度表达是唯一的例外。与此表达谱相一致的，通过纯合子与杂合子对比小鼠实验确定了其在细胞核减数分裂中的关键作用。这些小鼠表现出一个很正常的生理机能，但由有缺陷精子导致的低生育力。这些与畸变染色体凝结和多倍性有关。Aurora-C的定位有高度不定性。在有丝分裂前期，它的位置在着丝点装配到中间区以前，最后发现在卵裂沟周围。这与Aurora-C作为一个染色体乘客复合体蛋白一致。为了与此相符，Aurora-C与Aurora-B一起通过有丝分裂并且与其他CPC组分INCENP、survivn和borealin相互作用。Aurora-C突变形式的超表达导致了高频率的出现拥有多个细胞核的多倍体细胞。此外，激酶死Aurora-C的表达导致广泛的细胞机制凋亡。这些发现让我们回想到Aurora-B耗损研究。有趣的是，野生型Aurora-C的超表达可以挽救Aurora-B消耗而出现的多核表现型。综上所述，这些数据显示了与Aurora-B的重叠作用，以及可能显示了两种蛋白之间的冗余度。Aurora激酶与癌细胞从20世纪90年代发现以来，丰富的科学与临床数据已然显示了Aurora激酶与人类癌症进展之间的强烈联系。Aurora-A有20q13基因组领域即与人类癌症有紧密联系的基因图谱。在许多癌细胞中叶观察到超表达的Aurora-A蛋白。Aurora-A在体外的异位超表达导致细胞显示诸如中心体扩增、非整倍体、染色体不稳定、端粒延长等多种癌细胞特征。观察发现，Aurora-A自身表达，或者激活搭档TPX-2,与人类癌细胞染色体不稳定有关。此外，Aurora-A与肿瘤抑制的决定性主因有关并对此产生负面调节。或许其中最引人注目的一点是p53由于Aurora-A促进mdm2-mediated而退化并抑制其转录活性。无论如何，Aurora-A并不坚持细胞在体外的转化和超表达位置不在通常的活跃肿瘤细胞中，因此不是一个常规的蛋白质。综合来看，这些观察表明Aurora-A通常要求其他无规则的致癌基因被转化。这个的潜在影响是，Aurora-A的选择性抑制作用可能只对特定的癌细胞显示抗癌活性或者在与其他药物结合时才能达到最好的使用效果。前述的耗损研究中去除Aurora-A经常导致有丝分裂重大缺陷，似乎与此形成了鲜明的对比。出现这种差异的原因可能是由于这些研究使用的癌细胞株数量相对较少。很可能Aurora-A抑制剂的真正影响只被显露一次而选择性抑制性则已被广泛的应用到癌细胞中。与假设相一致的，Aurora-A抑制与其他疗法相结合可能的好处已经有某些团队作出了说明，Aurora-A有消耗对于敏感癌细胞由于化疗药物如紫杉烷类、顺铂和电离辐射等产生的细胞毒素的作用。Aurora-B在17p13.1基因组区域的基因图谱在某些人类癌症区域有变化。Aurora-B的mRNA和蛋白质本身在癌症和在蛋白质表达与一些有报道类型的严重疾病肿瘤上频繁超表达。Aurora-B与癌症之间除了这些直接联系外，更需要注意CPC蛋白质，其与Aurora-B合作表现，或由Aurora-B调节，也常被过度表达或者被夸张为癌症。尽管癌症的关键与Aurora-B在细胞分裂过程中的联系并不十分紧密，它不在体外转录且并不会普遍在体内形成肿瘤。一个重要的例外是在Aurora-B已经在p53细胞突变形式上超表达肿瘤发生的行为.。从这些实验结果表明，虽然Aurora-B本身并不是癌基因，但它可以充当其他致癌基因

突变形成肿瘤的合作伙伴。与此一致的概念是，Aurora-B可增强Ras-mediated的转化，但Aurora-B与短束RNA的耗损可以抑制Ras的转变。对于Aurora-B作为一个重要的抗癌物质的目标还需要进一步研究，包括Aurora-B耗损对于敏感癌细胞的疗法，例如烷化剂和电离辐射的细胞毒作用。最近的数据表明，在许多有丝分裂过程中，Aurora-B与Aurora-C的作用重叠。虽然Aurora-C在人类癌细胞株数量上观察，但Aurora-C在肿瘤的发生具有明显作用的说法尚未确定。Aurora激酶小分子抑制剂作为化学探针Aurora激酶活性的消耗使用诸如siRNA和激酶失活蛋白的表达技巧，有助于预测Aurora抑制剂的生物轮廓。然而，这些技术不容易区分抑制蛋白酶的催化活性和功能，任何结构的蛋白质都有可能。为此，选择性小分子抑制剂是必需的。Aurora-A与Aurora-B的双重抑制剂。在2003年，第一个Aurora小分子抑制剂被披露（ZM4474391与橘皮苷2；见图3）。复合物1能够比其他不相关激酶（不包括与之密切相关的Aurora-C）更有效的抑制Aurora-A和Aurora-B（IC50分别在110nm和130nm处）。这一选择度是对其广泛应用于化学探针的大力支持。复合物2据称是一种对Aurora-B（IC50在250nm处）的抑制剂，拥有对抗其他六种激酶（没有资料显示这其中包括Aurora-A或者Aurora-C）的重要交叉反应。两中抑制剂都在多倍体细胞上显示了相似的全显性：抑制组蛋白H3磷酸化（Ser10）和缺乏细胞分裂的核内复制。在某些多达N-NH1(ZM447439)2(Hesperadin)1(ZM447439)2(Hesperadin)3(MK-04.57,VX-6R0)44(MLN8054)5(AZD1152)

图332次DNA复制的巨细胞案例中可以观察到。某实验显示了一个细胞G1被阻塞在复合物1中而未能完成细胞质分裂。在这种条件下，进入和退出有丝分裂正常进行，但细胞无法分裂。这两种酶抑制剂引起明显的染色体失调，常与染色体并列连接在非两性着丝点微管的主轴上。尽管有这些畸变，两个姊妹染色单体的分离依然存在。二者合一，这些活动都有力的表明，抑制Aurora激酶活性会导致纺锤体检验点的废除和染色体附着物在适当情况下退出有丝分裂。这两中复合物由紫杉烷类微管稳定剂引发的覆盖有丝分裂阻滞的表现证实了这一点。更详细的分析表明，许多纺锤体检验点的组分包括BurR1、Mad2和CENP-

E都是不固定的。毫不奇怪的，由缺陷型有丝分裂观察发现，由复合物1处理的细胞生存能力下降。在2004年首次披露了复合物3对体内潜在Aurora激酶抑制剂的表征。（MK-0457（VX-680），见图3）。复合物3是一种对所有三种Aurora激酶有效的强有力的抑制剂，同时对其他激酶具有选择性。和Aurora-A与Aurora-B双重抑制剂相一致（复合物1和2），复合物3迅速的诱导多倍性并阻滞增生。最值得注意的是，由Aurora介导的无规则有丝分裂足以导致细胞凋亡。这个案例是经复合物3处理的整个细胞周期包括癌细胞系、非癌细胞系和原发性肿瘤细胞采样。与此细胞周期的细胞死亡机制对应的是观察发现在非周期内的细胞没有丧失生存能力。在人类癌症啮齿动物模型中复合物3非常有效的阻塞肿瘤生长甚至引起某些肿块复原。复合物3的免疫组织化学分析显示出明显的抑制肿瘤治疗组蛋白H3磷酸化，与Aurora-B抑制相一致，可显著减少细胞凋亡。有效剂量的复合物3耐受性良好，但观察发现嗜中性粒细胞数量显著可逆减少（＞50%降低到最低点）。临床观察发现，在非癌症细胞循环机制与形式的基础上，Aurora激酶对一般中性粒细胞有抑制作用。复合物3可以引起可以诱导形成单极纺锤体，一种表现型为随着Aurora-A消耗及没有报导的Aurora-A与Aurora-B双重抑制剂复合物1的替代物。因此，复合物3能抑制除Aurora-B基质组蛋白H3之外的特定Aurora-A基质磷酸化。因此，复合物3在有丝分裂和细胞生存能力方面可以同时抑制Aurora-A和Aurora-B。虽然它Aurora激酶抑制剂会导致有丝分裂异常和阻滞周期内细胞增殖已被广泛的报导，但不少研究组织现在证明细胞的最终宿命似乎是与基因背景有关。在复合物1或者3处理的细胞中，缺乏p53基因功能的细胞经过繁殖与大量核内复制后缺少细胞因子，紧接着细胞衰亡。另一方面，p53功能全面的细胞则较少进行核内复制。这一结果表明了p53在G1四倍体检验点的作用。这将使人们对此情况能否通过临床观察有兴趣。该机制的出现将导致肿瘤化疗抵抗现象经常出现。在许多情况下，阻力与药泵的表达有关，但在药物靶向本身的突变中叶可以观察到。已经观察到少量的人类Aurora基因的多形性，尽管这些对激酶活性或者对药物敏感性的影响并非典型。最近的一项研究表明，在复合物1的长期存在下培养的癌细胞可以产生对此复合物由抵抗作用的无性繁殖。详细的分析表明，这种抗性是由于一定数目的Aurora-B蛋白产生突变。这些突变Aurora-B蛋白的表达在细胞上的影响超过了复合物1在组蛋白H3磷酸化、细胞周期和纺锤体检验点。这非常清楚的表明复合物1对抗有丝分裂的影响与抑制Aurora-B有关而非Aurora-A。这些Aurora-B的突变也阻滞了复合物3在细胞周期和菌落的形成。再一次说明了复合物3的抗癌特性是与Aurora-B的抑制有关而不是Aurora-A或Aurora-C。这与Aurora-A的消耗影响抗有丝分裂相比有些出人意料。这表明在本试验中，用复合物1和3不能完全的抑制Aurora-A，或者说抑制Aurora-A的催化活性，只对其自身有微弱的影响。将这些观察的数据结果予以统计发现，Aurora-A通常不会转化或者肿瘤化，结论是当Aurora-A与其他癌症疗法结合时可能产生最好的疗效。当然更重要的是，这项研究使Aurora激酶抑制剂潜在的临床阻力更为突出。这将使Aurora激酶抑制剂通过临床受到更为严酷的监测。除了个别药物对Aurora激酶双重抑制剂的影响，一些团体以及表明，这些复合物能够使细胞对其他治疗方法更为敏锐。当与Aurora-A/B双重抑制剂联合评估时，地塞米松、链霉素、依托泊苷、长春新碱、道诺霉素和电离辐射的作用都有所增强。其中某些组合效应可以归因为Aurora激酶对关键有丝分裂过程的抑制，其他情况下所观察到的协同作用的机理尚不明确。不过，这些临床观察有可能对临床研究的设计有很大的作用。AuroraA的选择性抑制剂。第一个对Aurora-A有选择性的Aurora激酶抑制剂，复合物4（MLN8054，图3），近期已经投入临床实验。这种复合物在酶化验（IC50分别为4nm和172nm）中对Aurora-A的选择性超过对Aurora-B的40倍，并且在细胞（IC50在34nm处抑制Aurora-A自体磷酸化及IC50在4pm处抑制组蛋白H3磷酸化）中显示对Aurora-A的选择性明显超过Aurora-B。在生化分析中，这种复合物在226种其他激酶中只显示了对Aurora-A的选择性（只有七种激酶在1pm处显现出〉50%的抑制作用）。没有数据显示复合物4与Aurora-C有交叉反应。复合物4在低浓度多细胞系中抑制Aurora-A但最低限度抑制Aurora-B导致了对细胞增殖的稳定性抑制作用（IC50值通常在低于1pm处）。详细的分析显示，由4NDNA标记的染色体积聚物，严重缺陷型染色体在中期位置线性增多。这些表型似乎与Aurora-B的消耗研究更一致。与Aurora-A预言的作用一致的，复合物4处理的细胞在寻常观察中出现高频率的单极或者多极异常纺锤体。此外，与Aurora-A在中心小体成熟分离中的功能一致，细胞中只有一个中心小体的现象经常发生。有趣的是，尽管有中心小体分离缺陷，依然能发现多极纺锤体细胞，虽然其中一极会缺少一个中心小体。并不奇怪的是，对于所有偏差，有丝分裂的进行都被推迟。经过复合物处理细胞从分裂前期到末期的平均耗时从67分钟延长到131分钟。这一特性与Aurora-A的生物消耗相一致。复合物4使在小鼠异种移植物模型中单一药物抑制肿瘤长大成为可能。在能够抑制肿瘤长大剂量的复合物4生物标记研究中，显示了在持续抑制Aurora-A但短暂抑制Aurora-B的早期，复合物曝光度最高。这种Aurora-B抑制可能成为复合物4的抗癌抗菌素活性因素。Aurora-B的交叉反应性对复合物4的抗癌性影响在Aurora-B细胞表达突变异种被证实对Aurora-A/B的双重抑制剂复合物1和3有抵抗力。在体外，复合物4的浓度被预言能够完全抑制Aurora-A和部分抑制Aurora-B（5pm），含有4NDNA积聚物和G1缺失的细胞完全被阻滞在Aurora-B细胞突变异种形式表达。然而，这种阻滞菌落形成的能力不受影响。这暗示了Aurora-B的交叉反应性对复合物4在细胞上想某些影响有责任，但细胞毒性与抑制Aurora-B不相关；这相当可能与Aurora-A有关或是一种不切题的活性。尽管许多复合物4处理后的显性观察结果与Aurora-A的预期能力相一致，正确的选择Aurora-A抑制剂的精确影响依旧被报导。AuroraB的选择性抑制剂。复合物5（AZD1152，图3）是第一张进入临床试验的Aurora-B选择性抑制剂。这种复合物是一个在血浆中迅速转换为活性剂AZD1152-HQPA（复合物7）的二氢磷酸盐前药。经20余种其他激酶试验（IC50>1nm对19/20激酶遮蔽；IC50在170nm处Lck被抑制）发现，这一活性剂是对Aurora-B强有效的抑制剂（Ki<1nm），适度抑制Aurora-C（Ki在17nm处），及微弱抑制Aurora-A（Ki在1.4nm处）。复合物7的生物特性与Aurora-A/B双重抑制剂如复合物3相似。这可能使Aurora-A/B双重抑制剂对抗有丝分裂的影响在Aurora-B在细胞抗药型突变异种中的表达被阻滞变得并不令人惊讶。复合物7在细胞中诱导产生广泛的多倍性和细胞凋亡，并阻滞组蛋白H3在Ser10的磷酸化。值得注意的是，经复合物7处理的细胞不影响有丝分裂动力学，因为细胞能够按比得上控制的比率进入或者退出有丝分裂。近似物ZM2（复合物6）（图3）的长期研究，显示出这种对有丝分裂的破坏与不正确的微管着丝点附着物（复合物6与复合物7的选择性相似，生化分析中，IC50值在7.5nm处防御Aurora-B且在800nm处防御Aurora-A）有关。染色体不能排列在赤道板上，反而经常平行排列在纺锤体上。观察发现这些药物退出有丝分裂是因为需要一个过载的纺锤体检验点而缺乏正确的染色体附着物。这个过载的纺锤体检验点随着Aurora-B的抑制被证实与复合物6有关，因为它制止紫杉醇处理细胞诱导有丝分裂。复合物6和7的数据与Aurora-B丧失活性利用技术比如siRNA和证实Aurora-B的催化抑制导致不适当的有丝分裂及体外磷酸化的生物研究完全一致。前药复合物5显著的抑制体内肿瘤生长并在部分特殊案例中使肿瘤复原。组蛋白H3磷酸化的减少，4N在细胞中增多，或者DNA含量更高，并与大量复核细胞的增长和细胞凋亡的增多一起，在经复合物处理的动物肿瘤组织中被观察发现。在骨髓细胞中也观察到一个短暂却明显的下降，尽管已经在5天内维持同一剂量的复合物。深度研究显示了嗜中性粒细胞最大程度的影响细胞数量而引起的短暂的骨髓抑制。这非肿瘤细胞的影响可与Aurora-A/B的双重抑制剂相媲美。许多研究使用了活性剂或前药（分别为复合物7或5）去探测对敏感癌细胞和化疗药物与电离辐射对肿瘤有效的潜在的Aurora-B抑制剂。复合物7在体外和长春新碱（一种使微管蛋白解聚的药物）的细胞毒素活性以及道诺霉素（一种局部异构酶II抑制剂）协同提高抗增殖能力。有活性的复合物5在具有白血病单没有增加其毒性的小鼠异种移植物模型中队两种药物具有潜在影响力。另外，用复合物7预处理，优先致电离辐射，导致了细胞死亡明显增多以及抑制细胞体外生长。这在p53有缺陷的细胞中最为明显。Aurora-C的选择性抑制剂。没有关于对Aurora-C选择性抑制剂的报导。催化作用机制和蛋白质构象在Aurora激酶抑制剂设计中的考虑在药物发现的努力成果中，最大的挑战之一是个别蛋白激酶实现适当的选择性。这一成就是因为将共同战略用于设计位点。大多数复合物与ATP基质竞争并将高度同源的多达500种甚至更多的蛋白激酶家族捆绑在一起。鉴于这一挑战，在谈及具体配合基的合理设计时，详细的了解ATP靶向结合位点的结构构造成为重要的优势。现在普遍认为许多蛋白激酶存在两种不同的构象：“封闭”，通常对应于一种无效的形式；以及“开放”，与前者相应的活性形式。活化的蛋白激酶催化作用通常涉及的关键残基的活性部位，与正确组织位置的蛋白质，一起固定

到底物结合区。在多数情况下，该回路的关键残基磷酸化是足够驱动这些构象变化的。然而，在某些情况下，与其他激活因子共同作用是必要的。也行这个是最佳例子就是研究由细胞周期蛋白家族的蛋白质激活CDKs。一系列生化与结构的研究表明，Aurora-A与Aurora-B需要与激活回路上绑定的蛋白质磷酸化。这其中，Aurora-A需要的是TPX-2,Aurora-B则需要INCENPoThr288在激活回路上的自体磷酸化与TPX-2绑定需要完全激活Aurora-A。Aurora-A的晶体结构是否绑定在TPX-2上的问题现在已经解决了，并帮助解释aC-helixdisordered(smaltATPpacket)(fullyformedATPpocket}&AshiftofT288/257了完全激活的分子机制。当Aurora-A绑定在TPX-2上时，其构造与许多已知的活性激酶构造十分相似；所有重要的催化残余物与催化作用相对应（Lys162对应于磷酸盐转移，Asp271对应于将Mg2+离子整合到催化基质Asp256），激活回路被固定于一个提供捆绑ATP的开放式平台的延长构象。此外，在激活回路中磷酸化的苏氨酸被埋葬而非被溶剂暴露。这种行为通过负控调节阻滞磷酸酶PP1的脱磷酸化。在TPX-2的情况下，分离晶体结构出现了很多干扰，尤其在激活回路区域。尽管如此，激活回路与ATP绑定的重叠部分可以被清楚的看到。其结果是一个小口袋与入丁？的结合不一致。另外，当Aurora-A结构没有结合到TPX-2并接触到大量溶剂时比较，残余的Pi-Thr288将经历与8A的置换。图4是Aurora-AaC-helixdisordered(smaltATPpacket)(fullyformedATPpocket}&AshiftofT288/257Activationoopfoldedhac<overtheATPsocket图4一个将Aurora-A绑定到pan-Aurora抑制剂，复合物3，复杂晶体结构被公开发表。这一结构采用了蛋白质封闭不激活的状态，详细的观察表明这一形式与其他已经公开的激酶结构很不相同。比如，一个疏水的小口袋在ATP绑定苯丙氨酸残余物的邻近区域内是很明显的，最近似结构的相同性质是能够形成封闭的构象中形成类似于Flt-3和Abl激酶的疏水小口袋。假设这个不活动形式的Aurora-A特殊结构类型和附加的疏水小口袋的存在，一种有吸引力的战略是针对这种引进选择性酶的形式。Aurora-B的完全激活需要两个工序：Thr288在激活回路上的自体磷酸化（相同于Thr288在Aurora-A）及绑定到CPC蛋白质INCENP。生化研究已经显示了INCENP绑定将Aurora-B活性提高了10倍。有趣的是，在该过程中INCENP本身在多种位置被Aurora-B磷酸化。这反过来也令Aurora-B得到了充分激活。一种Aurora-B的激活模式已被计划加入Aurora-B与INCENP的络合物；然后继INCENP被Aurora-B磷酸化之后，Aurora-B发生自体磷酸化。接下来，这些会导致Aurora-B结构的改变以及激酶完全激活。根据这一机制，Aurora-B绑定到一个INCENP被截形式的晶体结构，缺乏关键残基磷酸化，Aurora-B只部分处于激活形态。当这个复合物与完全激活状态的Aurora-A/TPX-2复合物相比较，两个关键的区别是显而易见的。首先，活性部位的磷酸盐残基整合到在ATP上并不在最佳磷酸盐转移位置，其次催化的裂缝接受比Aurora-A结构多一个的开放结构，也不在绑定到ATP的最佳位置。虽然完全激活Aurora-B的结构还没有得到解决，绑定磷酸化的INCENP计划将反映在一个封闭的催化裂缝，于关键催化部位联结，并产生一个完全积极开放的Aurora-B构型。一旦缺乏Aurora-B构型的综合描述，就不可能由机会全面得表示出为了获得靶向选择性的独有构造的典型。然而，假设复合物3能同时有效的抑制Aurora-A和Aurora-B，随着其他激酶被一个封闭的形式接受，Aurora-B就很可能与Aurora-A类似的去接受一个不活动构型。没有关于Aurora-C结构的报导。综上所述，Aurora-A和Aurora-B的构象研究都突出了多种机会和设计拥有良好效用与选择性的抑制剂的战略。不活动Aurora-A这种不寻常的结构构象，包括将疏水小口袋绑定到ATP位置，令这种形式的酶拥有非常有吸引力的靶向，性，尤其是获得的选择性高于其他激酶。此外，大量的蛋白质重排也显示了高度的灵活性。这似乎是特别为了让激活回路与ATP绑定到小口袋中。Aurora激酶的这种属性可能很有用，如果抑制剂可以被设计成在由蛋白质引起构象变化（包括积极与消极两种构象）的这些区域相互作用的话。举个例子，配合基可能由刺激疏水在复合物周围瓦解而使一个特殊蛋白质构型固定。另外就是抑制剂可以推动蛋白质而导致地域构象变化，不可能容忍没有相似灵活度的激酶。Aurora激酶抑制剂的发现与发展自从发现了Aurora激酶和他们与癌症的联系，经过不懈的努力，终于确定了选择性抑制剂作为潜在药物的研究方向。迄今为止，已有10余种小分子进入了临床研究，所有这些回顾如下。Vertex与Merck为获得Pan-Aurora抑制剂 复合物3。在Vertex与Merck之间合作中，对Aurora激酶抑制剂研究可能是最广泛的，且对阶段II倍数试验作出了评价。这一复合物是基于一种氨基毗唑绑定为主题从而用一个2-苯基代替。奎唑啉领导来完善Aurora-A（复合物15）。用4-氨基苯基代替苯基组（复合物16）的主题提供了一个在潜能超过Aurora-A的显著的改善，尤其在选择性方面（由交叉反应性超过Src和Gsk30激酶断定）。这种极好的选择性为实现Aurora-A超越Src和Gsk38似乎是由于在Aurora-A上的乙酰胺到疏