热休克蛋白90(Hsp90)是生物进化过程中高度保守的一类蛋白，作为分子伴侣对细胞中众多信号蛋白的构象成熟和功能稳定进行调控[1]。近年来的研究表明，在肿瘤细胞中，Hsp90表达量为正常细胞的2～10倍，它的众多底物蛋白参与了肿瘤进展的关键环节，在促进肿瘤细胞增殖、抑制凋亡的信号转导过程中扮演着非常重要的角色，故Hsp90已成为肿瘤治疗的一个新靶点[2]。
众多研究表明，单纯针对某种信号蛋白可能不会完全抑制肿瘤的增殖。因为肿瘤细胞很容易避开单一位点转而激活另一信号通路，继续增殖，从而产生耐药性，这也就是目前阻碍肿瘤治疗发展的瓶颈之一。因此，开发可以同时阻断肿瘤发生、发展所依赖的多条通路的治疗手段越来越引起药学家们的注意。抑制Hsp90的分子伴侣功能，可以促进多种底物蛋白通过泛素一蛋白酶体通路降解，同时阻断多条信号转导通路，从而抑制肿瘤增殖，诱导肿瘤细胞凋亡。因此，Hsp90抑制剂可同时促进多种底物蛋白的降解实现多靶点抑制肿瘤，有望达到较好的治疗效果，同时解决抗肿瘤药物的耐药性难题[3]。
生物学研究表明，Hsp90蛋白包含三个主要的结构区：N-端（ATP-结合区）、中间区（ATP-水解调节区）、C-端（二聚体化区）。Hsp90要发挥其生物学功能，必须依赖于ATP水解循环。Hsp90有开启和关闭两种构象，在没有结合ATP时，其处于开启状态，两个N-端分开可捕获客户蛋白。ATP的结合促使其口袋盖子关闭，N-端互相靠近，导致紧密的环形二聚体的形成，其构象改变使之处于闭合状态。接着ATP水解，ADP离去使Hsp90回复到初始的开启构象。
以雌二醇受体（ER）为例，循环开始于一个新合成或错误折叠的蛋白，其先连接到Hsp70、Hsp40和衔接子Hip复合物上，处于开启状态的Hsp90通过跨接辅分子伴侣Hop与Hsp70联结，Hsp40移位，形成中间复合物。Hop不仅联结C-端的MEEVD 基序上，也连接到N-端阻止其结合。因此，Hop抑制ATP酶的活性促进客户蛋白从Hsp70到Hsp90的转移。另一个辅分子伴侣Aha1连接在中间区，可结合并激活ATP酶，调整HSP90的构象使ATP易于结合。紧接着ATP连接到Hsp90上，Hop被p23或亲免疫因子取代，中间体转化成成熟的复合物。当ATP水解为ADP，雌二醇结合至ER，Hsp90的构象再次发生改变，它所结合的辅分子伴侣发生相应的转换，释放出正确折叠的蛋白，通过辅激活子驱动转录过程。（图1）
图1. Hsp90对雌二醇受体（ER）的加工过程
针对Hsp90的药物开发主要集中在N-端ATP竞争型抑制剂，靶向Hsp90 N-端ATP结合口袋，从而干扰Hsp90 ATPase的功能。近年来，众多的Hsp90N-端抑制剂分子进入临床研究。然而这些化合物在临床实验中发现较多的毒副作用，如眼毒性、胃肠道副作用等。同时，Hsp90 N-端抑制剂在发挥功能时，会强烈引起肿瘤细胞的热休克反应，从而诱发肿瘤细胞的自我保护作用，导致这些化合物的临床抗肿瘤效果不好。
为了克服Hsp90N-端抑制剂存在的不足，研究人员开始探索新作用机制的Hsp90抑制剂分子。其中，C-端抑制剂是一个研究热点，近年来，相继有新型的Hsp90C-端抑制剂被报道。这些抑制剂分子都表现出很好的抗肿瘤效果，但不引起热休克反应，有望克服Hsp90N-端抑制剂的研发困境。[4-10] 为了发现结构新型的Hsp90C-端抑制剂，探讨C-端抑制剂在肿瘤治疗领域的潜在应用价值，我们开展了本课题的研究工作。
新生霉素（novobiocin）是第一个被发现的Hsp90C-端抑制剂，其可以结合于Hsp90C端的ATP口袋。新生霉素细胞活性较弱（IC50～700mu;M, SKBr3），Kansas大学的Brian S.J. Blagg课题组对新生霉素进行了大量的结构改造，详细阐明了新生霉素的构效关系，并且得到了抗细胞增殖活性有很大提高的衍生物。研究表明，Hsp90C-端的ATP口袋需在N-端的ATP口袋被占据，C-端发生二聚化的情况下才会出现。针对Hsp90碳端与抑制剂分子的晶体结构一直未见报道，因此无法开展基于结构的合理药物设计。
