BRAF
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ソラフェニブ(ネクサバール、BAY43-9006)は原発性肝臓がんと腎臓がんの治療に対するFDAの承認を受けた、V600E変異型B-Rafとc-Rafの阻害薬である。ソラフェニブは酵素を不活性型に固定することで、キナーゼドメインを不活化する。ソラフェニブはキナーゼドメインに高い親和性で結合し、ATP結合ポケットを遮断する。その後、活性化ループやDFGモチーフの残基と結合し、活性型コンフォメーションへの移動を防ぐ。最後に、トリフルオロメチルフェニル部分が活性化ループやDFGモチーフの活性型コンフォメーション部位を立体的に遮断し、キナーゼドメインのコンフォメーション変化による活性化を不可能にする。
より具体的には、ピリジン環部分がキナーゼドメインのN-ローブの疎水的なヌクレオチド結合ポケット内に固定され、W531、F583、F595と相互作用する。触媒ループのF583やDFGモチーフのF595との疎水的相互作用は不活性型コンフォメーションを安定化し、酵素の活性化の可能性を低下させる。中央部のフェニル環はK483、L514、T529と疎水的に相互作用し、キナーゼドメインに対する親和性を高める。また、フェニル環とF595との疎水的相互作用はDFGモチーフのコンフォメーション変化のエネルギー的な有利さを弱める。E501とC532はそれぞれ尿素、ピリジン環部分と水素結合し、尿素のカルボニル基はD594の主鎖のアミドの窒素と水素結合を形成してDFGモチーフを固定する。トリフルオロメチルフェニル部分は不活性型コンフォメーションの熱力学な有利さを高め、活性型コンフォメーションとなった際にDFGモチーフと活性化ループが位置するαC、αEヘリックス間の疎水的ポケットを立体的に遮断する。
B-Rafの恒常的活性化型変異体は過剰な細胞成長シグナルを伝達することで広くがんの原因となっている(後述)ため、キナーゼドメインの不活性型・活性化型の双方を標的としたB-Raf阻害剤ががん治療薬候補として開発が行われている。
自己阻害を行っているCR1ドメインが放出された後、B-RafのCR3ドメインがタンパク質のリン酸化を触媒できるようになるには、ATP結合型の活性型コンフォメーションの変化が必要である。不活性コンフォメーションでは、DFGモチーフのF595が疎水的なアデニン結合ポケットを遮断し、活性化ループの残基はPループと疎水的相互作用を行うことでATPの結合部位へのアクセスを防いでいる。活性化ループがリン酸化されると、リン酸基の負電荷はPループの疎水的環境下では不安定であるため、活性化ループはコンフォメーション変化を引き起こし、キナーゼドメインのCローブへ伸展した形となる。この過程で、活性化ループはβ6ストランドと安定なβシート構造を形成する。一方、リン酸化残基はK507に接近し、安定した塩橋を形成することで活性化ループをこの位置に固定する。DFGモチーフも活性化ループとともにコンフォメーション変化を起こし、F595はアデニン結合部位からαCヘリックスとαEヘリックスの間の疎水的ポケットへ移動する。こうしたリン酸化に伴うDFGモチーフと活性化ループの移動によって、ATP結合部位が開放される。他の基質結合ドメインや触媒ドメインは既に正しく配置されているため、活性化ループのリン酸化だけによって、準備された活性部位の蓋を外すような連鎖反応を介してB-Rafのキナーゼドメインは活性化される。