解析KEAP1-NRF2相互作用：癌症相关KEAP1突变体的结构与功能影响

KEAP1是CUL3-RBX1 E3泛素连接酶复合物中富含半胱氨酸的底物接头蛋白，其Kelch结构域早在2004年即被解析至1.85埃分辨率，呈六叶片β螺旋桨，环上单个氨基酸替换即可消除NRF2结合^[4]；随后小鼠Keap1的结构进一步揭示，NRF2的ETGE基序通过与保守精氨酸的静电作用结合于螺旋桨中央腔入口^[2]，而KEAP1二聚体同时识别NRF2中弱结合的DLG基序与强结合的ETGE基序^[5]。肺癌中KEAP1突变频发，对12个细胞系与54例NSCLC样本的测序分别检出50%与19%的体细胞突变率^[3]，早期工作还证实DGR域的甘氨酸替换会经局部构象变化削弱亲和力^[2]。然而临床突变谱远比个别位点复杂，不同功能类别的突变如何差异化地改变KEAP1的稳定性、亲和力与结构，长期缺乏系统的生物物理刻画，而这条通路又是药物研发热点：已有NRF2激活剂获批、相互作用抑制剂进入临床开发，但特异性与安全性等挑战犹存^[1][6]。

这项研究由此入手，选取超结合型R470C、低功能型G480W与无功能型R554Q三个代表性突变，综合热位移试验、微量热泳动、等温滴定量热和X射线晶体学，并辅以AlphaFold3建模。TSA显示，抑制剂诱导的热稳定性变化在各突变体间模式相似，基线稳定性却差异显著，其中R554Q去稳定化最强；MST与ITC证实各突变体对NRF2 ETGE肽的结合亲和力发生了与已知功能分类相符的改变。值得注意的是，突变体与抑制剂或肽形成的复合物在整体结构上与野生型高度相似，抑制剂和肽的结合取向基本保留；对已报道突变的空间作图还显示，超结合突变聚集于IVR界面附近，多数功能丧失变异则位于KELCH域内。

这些结果把以往“Kelch域突变经局部构象变化削弱NRF2结合”的认识^[2][4]推进到定量层面：突变的功能分化未必来自结合口袋的大尺度重排，而更多体现为整体热稳定性与亲和力的系统差异，突变在IVR界面与KELCH域的空间分布也为理解其功能多样性提供了结构框架。鉴于KEAP1-NRF2相互作用抑制剂正在临床开发^[1][6]，且KEAP1缺失已被证明会改变肺癌细胞系对EGFR、ALK、BRAF或MEK抑制的敏感性^[7]，这类突变特异的生物物理表征对将来的精准治疗策略具有参考意义。

当然，该研究只刻画了三个代表性突变，且以体外生物物理与结构手段为主，这些稳定性与亲和力差异如何转化为细胞内NRF2信号强度乃至患者的治疗反应，仍待后续工作回答。