最近在理解癌症和代谢之间关系方面的研究,突出了由三个连续的酶促反应组成的丝氨酸合成途径(SSP)的重要性。人源3-磷酸甘油酸脱氢酶(PHGDH)催化SSP合成葡萄糖衍生丝氨酸的第一步,并且在多种癌细胞中显示高表达,包括乳腺癌,黑色素瘤,结肠癌,胶质瘤,鼻咽癌等。本研究应用基于酶活性的高通量筛选技术,从不同来源的天然产物中筛选得到靶向PHGDH的先导化合物,并进一步在细胞及动物水平测定其活性,建立了靶向PHGDH的天然产物(NP)抑制剂的筛选和活性评价体系。Azacoccone E,一种来自黄曲霉培养物的次生代谢产物,在体外对PHGDH表现出有效的酶抑制活性。利用微量热泳动(MST)测定和细胞热转变分析(CETSA)证实,Azacoccone E直接与PHGDH结合。并且在细胞水平证明,该化合物对PHGDH依赖性癌细胞具有选择性毒性,并能引起细胞凋亡。进一步的酶活性动力学实验,显示Azacoccone E是底物3-磷酸甘油酸(3-PG)的非竞争性抑制剂,并表现出时间依赖性抑制效果。此外,分子对接证明了Azacoccone E在PHGDH的变构位点中具有低结合能。因此,Azacoccone E其可作为PHGDH的潜在抑制剂来开发。受到药食同源的启发,来自膳食tomatillo中的Ixocarpalactone A(IoxA),体外酶活性测定为一类有效的PHGDH非竞争性抑制剂,分子对接结果预测IoxA结合在酶的变构位点,利用MST检测、药物亲和力响应靶点稳定性(DARTS)实验和siRNA敲低PHGDH表达实验证明IoxA通过靶向PHGDH抑制胰腺癌生长,进一步的体内实验证明,化合物在50 mg/kg和100 mg/kg表现出有效的抑制小鼠肿瘤细胞生长作用。IoxA为一类有效的PHGDH天然小分子抑制剂,具有巨大的开发和研究价值,被认为是靶向PHGDH治疗癌症的可能候选药物。