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谈 PROTAC,大多数人把目光集中在"靶蛋白配体"这一端——找一个能特异结合致病蛋白的小分子。但 PROTAC 是"双功能分子",它还有另外半只手臂:E3 泛素连接酶配体。这半只手臂同样关键,甚至常常是决定一个降解器能不能"落地成药"的胜负手。可以这么说,PROTAC 是"一只手抓靶点、一只手抓 E3",缺了哪一只,三元复合物都搭不起来,降解也就无从谈起。
E3 泛素连接酶,是细胞里负责"贴标签"的酶。它把一种叫泛素的小蛋白,一串串接到靶蛋白上,相当于给靶蛋白盖上"待销毁"的印章;随后蛋白酶体识别这个印章,把靶蛋白绞碎。PROTAC 分子的设计精髓,就是人为地把"靶蛋白"和"E3 连接酶"拉到一起,让 E3 在错误的距离上给靶蛋白贴上泛素标签,终诱导靶蛋白被降解。整个过程是"事件驱动"的:一个 PROTAC 分子可以循环利用,先后"服务"多个靶蛋白,这也解释了为什么降解剂常常能用很低的浓度产生显著的药效。
目前常用的 E3 连接酶,主要有 CRBN(cereblon) 和 VHL(von Hippel-Lindau) 两大类。CRBN 正是沙利度胺类药物的靶点,这类"免疫调节剂"(IMiD)本身就是分子胶的雏形,因此 CRBN 配体丰富、成药经验成熟;VHL 配体则以小分子肽模拟物为主,选择性好、合成相对灵活。选择用哪一个 E3,会直接影响降解器的组织分布、降解效率、以及能否降解某些特定靶蛋白——因为不是所有靶蛋白都"够得着"某一个特定的 E3。
E3 连接酶的选择还牵出一个更深的问题:脱靶降解。E3 连接酶在细胞内天然负责降解许多正常蛋白,一旦 PROTAC 或分子胶"劫持"了它,可能在降解目标蛋白之外,误伤别的底物。因此,评价一个降解剂,不能只看"目标蛋白降了多少",还要看它"有没有把不该降解的蛋白也拖下水"。这需要蛋白组学层面的全局扫描来把关。
爱思益普的靶向蛋白降解平台,在蛋白水平明确覆盖 POI(靶蛋白)与 E3 连接酶的表达纯化,并能通过 SPR、MST、CETSA 等生物物理方法验证亲和力与三元复合物形成,在机制层面还可借助 ADME、蛋白组学等手段研究降解通路特异性。同时,平台在细胞水平具备 WB、JESS、ICW、IFA、HiBiT 敲入稳转细胞系等一整套降解定量手段,能够把"换一个 E3、换一个连接子"带来的降解效率变化,用剂量依赖的 DC50 精确读出。对正在开发 PROTAC 或分子胶的团队来说,把 E3 连接酶这"另一只手"的亲和力、选择性、脱靶风险都摸清楚,是分子从"能降解"走向"能成药"的关键一步。