共价抑制剂作为药物、药物发现工具和化学生物学探针有许多应用。这类化合物的设计是这样的:最初的可逆结合之后，在配体上的亲电试剂和生物靶蛋白中的亲核中心之间形成共价键，通常是溶剂暴露的非催化半胱氨酸。尽管半胱氨酸在生理pH值下反应最活跃，但它也是最不普遍的。因此，需要新的共价抑制方法来靶向更大比例的蛋白质组，并增加共价抑制剂的治疗靶点范围。

最近，加州大学旧金山分校(UCSF)的Jack Taunton及其同事开发了基于水杨醛的化学探针，可可逆和共价修饰蛋白激酶的催化赖氨酸，并在细胞和动物中持续占用。他们的研究结果发表在2022年5月19日的《美国医学杂志》网络版上自然化学生物学．陶顿是加州大学旧金山分校的细胞和分子药理学教授，他的实验室开发化学和生化工具，以阐明与癌症和自身免疫性疾病相关的细胞过程。

利用定量化学蛋白质组学方法，陶顿和他的团队估计了水杨醛探针在培养的人类细胞中内源性激酶的停留时间，以及在处理过的小鼠中。根据作者的说法，在体内使用共价抑制剂需要亲电试剂具有代谢稳定性和对其目标的反应性的适当平衡。

陶顿和他的团队使用水杨醛基团作为可逆共价亲电试剂来开发与激酶中的催化赖氨酸反应的探针。使用这些探针，结合质谱分析，他们发现大约50%的kinome能够在平衡标记条件下与探针发生反应，包括来自用探针处理过的活小鼠的80个激酶。

尽管存在这种混乱，该团队发现这些探针对一小部分激酶表现出显著的动力学选择性，与上述激酶的明显解离半衰期大于6小时。Taunton的团队发现，通过将水杨醛连接到更具选择性的非共价识别支架上，可以进一步提高激酶的选择性。作者假设水杨醛探针在亲电空间中占据了一个“甜蜜点”，可以有效地与适当位置的赖氨酸反应，而当以低微摩尔浓度添加到细胞中时，与大多数脱靶亲核试剂反应缓慢。

根据作者的说法，这些是首批在体内应用中表现出必要稳定性和反应性的赖氨酸活性激酶探针之一。这些新型探针展示了如何实现激酶选择性，尽管目标是保守的，催化必要的赖氨酸残基。

为了证明可点击水杨醛探针的进一步效用，Taunton的团队在小鼠中进行了一项竞争性标记实验，以量化nf -06873600 (ebvaciclib)的激酶参与，这是一种周期蛋白依赖性激酶2/4/6 (CDK2/4/6)抑制剂，目前处于转移性乳腺癌和卵巢癌的II期试验中。

该研究中报道的化学蛋白组学结果证明了使用可逆的赖氨酸靶向水杨醛探针在动物中进行竞争性激酶接合实验的可行性。

在研究中报道的与水杨醛探针结合最紧密的激酶发挥着不同的生物学和病理生理作用。水杨醛探针以持续的方式分别与四种激酶(极光激酶A [AURKA]，极光激酶B [AURKB]，微管相关丝氨酸/苏氨酸激酶3 [MAST3]和血清/糖皮质激素调节激酶3 [SGK3])和两种激酶(MAST3和SGK3)接触，半期超过6小时。AURKA和AURKB在细胞周期进程和癌症中具有不同的功能。在临床前乳腺癌模型中，AURKA已被证明可以推动成神经细胞瘤的进展，其抑制作用可以克服对PI3K抑制剂的获得性或内在耐药性。MAST3和SGK3都可以推动癌症进展，目前报道的针对MAST3或SGK3的选择性抑制剂很少。

Taunton希望这项工作能够验证开发基于水杨醛的抑制剂的可能性，这些抑制剂和许多其他缺乏可药物半胱氨酸的治疗相关激酶具有较长的停留时间。