Plkl是广泛存在于真核生物中的一类在有丝分裂过程发挥重要作用的丝／苏氨酸蛋白激酶。Plkl在大部分恶性肿瘤细胞中呈过度表达并且与肿瘤的发生与发展密切相关,被认为是肿瘤治疗最具潜力的重要靶点。目前,BI2536、BI6727、GSK461364、ON01910及HMN214等靶向Plkl激酶结构域的小分子抑制剂已经进入I/II期临床研究并展现出良好的应用前景。尽管ATP竞争性抑制剂在一定程度上具有靶标选择性,但ATP结合域在众多激酶结构中的高度保守性及其结构变异导致的耐药问题,这使开发高选择性的Plk1抑制剂面临极大的挑战。因此,Plkl特有的底物结合域PBD成为新型Plkl小分子抑制剂开发的理想靶点。在本研究中,我们利用所建立的荧光偏振高通量筛选模型对本室化合物库(含20,000个小分子化合物)进行高通量筛选,定向获得靶向Plk1 PBD新型抗肿瘤药物先导化合物—小分子抑制剂T521。小分子抑制剂T521对Plk1 PBD介导的底物识别具有明显的抑制作用,并且对Plkl PBD具有较好的体外选择性。小分子抑制剂T521具有较好的抗肿瘤活性,通过干扰Plkl亚细胞定位而抑制Plk1生物学活性,引发前中期细胞阻滞、中心体片段化、染色体整列损伤及纺锤体组装障碍,进而使HeLa细胞发生G2/M期阻滞和大量凋亡。本研究将为靶向Plk1 PBD的小分子抑制剂T521在肿瘤治疗中的应用研究奠定基础,也将为靶向Plk1 PBD新型抗肿瘤药物的定向设计带来新的视点。