热休克蛋白（Heat Shock Proteins，Hsps）是一类结构高度保守的应激蛋白，1962年由意大利遗传学家Ferruccio Ritossa 在果蝇体内首次发现。其中，一部分热休克蛋白具有分子伴侣活性，能够在应激状态下辅助多肽的正确折叠，同时对错误折叠的蛋白有一定的校正作用[1]。当细胞遭受诸如高温、辐射、物理损伤、酸及氧化剂等外部刺激时，热休克蛋白的分泌会显著增加，细胞通过这一机制提高机体对外部极端环境的耐受能力。
Hsps家族是细胞内含量最为丰富的一类蛋白，占细胞内蛋白质总量的5～10%。同时，热休克蛋白的分布极为广泛，几乎普遍存在于从单细胞生物到哺乳动物的整个生物界中。按相对分子质量，常见的热休克蛋白大致可以分为以下6类：小分子Hsps、Hsp40、Hsp60、Hsp70、Hsp90及大分子Hsps，其中Hsp90是肿瘤相关研究的重点。
众多研究表明，单纯针对某种信号蛋白往往不会完全抑制肿瘤的增殖。肿瘤细胞很容易避开单一位点转而激活另一信号通路，从而进一步产生耐药性，这也就是目前阻碍肿瘤治疗发展的瓶颈之一。Hsp90作为一种ATP依赖的分子伴侣，参与了超过200个客户蛋白的激活调控，是许多蛋白维持、激活和成熟时必不可少的部分。这其中就包括许多与肿瘤增殖、存活和血管再生相关的原癌因子。在真核生物的细胞内，Hsp90主要负责细胞周期调控、细胞存活、激素信号传导以及细胞的应激响应等方面的多条信号通路的调节和传导[2]。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]。
在真核细胞中，Hsp90家族的成员主要存在于细胞质、细胞核和细胞器中。其中细胞质中的Hsp90与肿瘤的生成与发展最为密切。晶体结构显示，Hsp90在生理温度下会形成一个二聚体结构。其中，每个单体由以下3个结构域组成：N-端结构域（NTD），中间结构域（MD）和C-端结构域（CTD）。其中， N-端结构域（NTD）中包含一个ATP结合位点。结构生物学研究表明[4][5]：ATP的结合与水解控制着Hsp90的构象变化及ATP酶循环的各个阶段，构象变化以及调控ATP酶循环是维持细胞内Hsp90的功能的关键。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。（图1）
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2）
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。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。[6-12] 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。
