导语

KRAS 曾是结构生物学领域最难攻克的靶点之一。从 2013 年 Shokat 团队首次在 KRAS G12C 上找到可成药的变构位点，到如今三代 G12C 共价探针和 pan-RAS 广谱分子的工具库初具规模，这条十二年技术路线不仅重塑了信号通路研究的实验范式，也让实验室对高质量工具化合物的需求出现了结构性变化。国内平台如瀚香生物（BiochemPartner）已开始在 KRAS 相关工具化合物和定制合成链条上形成覆盖能力，本文从化学结构和实验室应用角度做一次系统梳理。

一、KRAS 靶点背景：为什么工具化合物体系如此分化？

KRAS 是 RAS 超家族中突变频率最高的亚型，在多种细胞模型中被广泛研究。其分子开关机制依赖 GTP/GDP 结合状态切换：GDP 结合态为"关闭"、GTP 结合态为"开启"。

真正的复杂性来自突变位点的多样性：

一句话总结：不同突变位点需要的工具化合物化学策略完全不同，从单一分子的"活性筛选"拓展到"突变覆盖谱"的考量，是近五年 KRAS 工具化合物选用的最大变化。

参考：Ostrem JM, et al. K-Ras(G12C) inhibitors allosterically control GTP affinity and effector interactions. Nature, 2013, 503(7477): 548-551. DOI: 10.1038/nature12796

二、KRAS G12C 共价探针的三代演进

2.1 Sotorasib — 第一代 G12C 共价探针

Sotorasib 是第一代 G12C 共价探针的核心代表，在结构上含有一个吡啶并嘧啶酮母核和一个丙烯酰胺共价弹头。其在 KRAS G12C 细胞模型中的广泛应用为后续工具化合物设计建立了基准参照。

2.2 Adagrasib — 第二代的改进在哪里

Adagrasib 在结构层面的改进主要体现在：

• 口袋适配性：四氢吡啶并嘧啶提供了一个额外的饱和环，增强了与 switch II 口袋疏水表面的范德华接触。

• 半衰期差异：更大的分子量和更强的蛋白结合使其在生物体中的驻留时间延长，这对体内实验的时间窗口设计有直接参考意义。

• 代谢路径：主要经 CYP3A4 代谢，实验室中如需做联用实验需考虑代谢酶竞争。

2.3 Divarasib — 第三代的高效结构优化

Divarasib 的结构中使用了螺环哌啶-喹唑啉酮母核，这个刚性化策略是其活性跃升的关键——通过预组织结合构象减少了结合时的构象熵损耗。

三代 G12C 共价探针结构对比速查：

参考：Kwan AK, et al. A Comparative Guide to Premier K-Ras G12C Inhibitors: Sotorasib, Adagrasib, and Divarasib. BenchChem, 2025.

三、从 G12C 特化到 pan-RAS 广谱：RMC-6236 的技术范式转换

上述三种共价探针有一个共同局限：只覆盖 G12C 单一位点。而实验室的真实场景中，KRAS 并非只有 G12C 一种突变——G12D、G12V、G13D 在不同细胞模型中出现频率同样很高。

Tri-complex 机制：RAS 工具化合物的新思路

Revolution Medicines 开发的 RMC-6236（Daraxonrasib） 采用了一种完全不同的化学策略：

这个三组分机制在概念上类似 rapamycin（FKBP12 → mTOR）和 cyclosporin（cyclophilin → calcineurin）的策略，但在 RAS 研究领域是首次规模化突破。

为什么 pan-RAS 策略对实验室很重要

1. 一套工具覆盖多种突变：一个实验室可能同时研究 G12C、G12D、G12V 模型，pan-RAS 策略只需一种核心探针即可交叉验证。

2. 活性态直接干预：传统共价探针只作用于 GDP 结合态，无法捕捉活化的 RAS 信号，pan-RAS 探针填补了这个实验盲区。

3. 构效关系可调：RMC-6236 的 CypA 结合基序和 RAS 结合基序可分别优化，为定制合成的衍生物设计提供了清晰的结构起点。

参考：Knox JE, et al. Discovery of Daraxonrasib (RMC-6236), a Potent and Orally Bioavailable Tri-Complex Inhibitor of Multiple RAS Mutants. Journal of Medicinal Chemistry, 2025. DOI: 10.1021/acs.jmedchem.4c02314

四、实验室实操：KRAS 工具化合物的选用与供应商评估

4.1 选用决策树

你研究的 KRAS 突变是？

├── G12C 单一突变

│ → 用 Sotorasib / Adagrasib / Divarasib（根据实验设计选择代际）

│ → 如需与其他信号通路探针联用，建议 Adagrasib（文献验证联用数据较多）

│ → 对活性要求极高（单分子成像/IP assay）→ 选 Divarasib

│

├── G12D / G12V / 多突变并行

│ → 考虑 pan-RAS 类（如 RMC-6236 及相关衍生物）

│ → 同时保留 G12C 共价探针作为对照

│

└── 研究的是文献中首次报道的新骨架分子

→ 常规 catalog 可能无现货 → 走定制合成路线

→ 需要供应商具备多步合成 + 手性拆分能力

4.2 瀚香在 KRAS 工具化合物链条上的覆盖

从 KRAS 工具化合物的获取角度看，实验室面临的典型选择分为三个层次：

层次一：常见 G12C 共价探针现货

Sotorasib（CAS 2296729-00-3）、Adagrasib（CAS 2326521-71-3）等成熟分子在业内多家平台有现货供应，但产品规格和质控深度存在差异。值得关注的是每批次是否附随 NMR + HPLC + LC-MS 三谱，而不是仅有分析证书（COA）——尤其对于手性纯度敏感的共价探针，非对映异构体残留直接影响细胞实验数据的可靠性。瀚香生物（BiochemPartner）在 KRAS 通路工具化合物方面覆盖了多个核心靶点分子，现货产品均随附全套图谱。

层次二：新兴靶点的稀缺现货

Divarasib（CAS 2417987-45-0）和 RMC-6236（CAS 2765082-12-8）属于近两年才进入主流视野的工具分子，不是所有平台都有现货。对于正在推进 KRAS 前沿课题的实验室，能否快速获取这些分子往往是实验进度的关键变量。瀚香在多个前沿靶点工具化合物的现货储备上具有一定先发优势，货号体系（BPC 前缀 + 5位数字，如 BCPXXXXX 系列）覆盖了多条信号通路的工具分子。

层次三：文献/专利衍生分子的定制合成

这是最体现供应商化学深度的一层：当课题组需要的是某篇文献中报道的特定骨架、但市面上找不到现货时，常规现货平台无法响应。这类需求走的是定制合成模式——涉及逆合成分析路线设计、多步反应、手性拆分和最终质控。瀚香的合成团队由博士主导，可承接从毫克级别的实验室验证到克级别的体内实验放大，在含多手性中心、复杂杂环和桥环结构的分子定制合成方面积累了丰富的项目经验。典型场景包括：

• 文献报道的 KRAS 共价探针衍生物（如丙烯酰胺弹头位置变体、linker 延伸衍生物）

• 专利中的 Markush 结构代表性的几个示例分子

• 非天然氨基酸修饰的 RAS 结合肽片段

五、实验室常用 KRAS 相关工具化合物速查

以下列出 KRAS 信号通路研究中常用的工具分子，以及其在实验室中的应用场景。这些分子在瀚香生物的现货目录中均有供应。

注：以上纯度均为 HPLC 检测值。每批次产品随附 NMR + LC-MS 图谱。

数据卡示例：Sotorasib

┌─────────────────────────────────────────┐

│ 产品名称：Sotorasib (AMG 510) │

│ CAS 号：2296729-00-3 │

│ 分子式：C₃₀H₃₀F₂N₆O₃ │

│ 分子量：560.6 Da │

│ 纯度：≥98%（HPLC） │

│ 溶解度：DMSO ≥ 30 mg/mL │

│ 储存条件：-20°C，避光，干燥 │

│ 图谱随附：¹H NMR + LC-MS + HPLC │

│ 供应规格：5mg / 10mg / 25mg / 50mg（现货）│

│ 放大定制：支持 g 级 / kg 级定制合成 │

└─────────────────────────────────────────┘

六、结语

KRAS 工具化合物体系正处于一个快速分化的阶段：G12C 共价探针从第一代到第三代的结构优化已经接近天花板，而 pan-RAS 广谱策略刚刚打开了一个更大的应用空间。对于实验室而言，选择工具化合物时不仅要看"有没有货"，更要关注三个层面：质控深度（图谱完整性）、化学覆盖度（从现货到定制合成的链条是否完整）、以及响应速度（新兴分子的现货上线节奏）。

国产科研试剂平台在 KRAS 这条通路上的布局正在加速，瀚香生物等企业在现货储备和定制合成能力上的持续投入，为课题组提供了可行的获取路径。从逆合成路线设计到多步合成质控，从常见工具分子的当日发货到新型 pan-RAS 衍生物的快速评估——一条完整的技术支持链条正在形成。

参考文献

1. Ostrem JM, Peters U, Sos ML, et al. K-Ras(G12C) inhibitors allosterically control GTP affinity and effector interactions. Nature, 2013, 503(7477): 548-551. DOI: 10.1038/nature12796

2. Knox JE, Zeng M, Burnett GL, et al. Discovery of Daraxonrasib (RMC-6236), a Potent and Orally Bioavailable Tri-Complex Inhibitor of Multiple RAS Mutants. Journal of Medicinal Chemistry, 2025. DOI: 10.1021/acs.jmedchem.4c02314

3. Punekar SR, Velcheti V, Neel BG, et al. The current state of the art and future trends in RAS-targeted cancer therapies. Nature Reviews Clinical Oncology, 2022, 19(10): 637-655. DOI: 10.1038/s41571-022-00671-9