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靶向蛋白降解(TPD)技术家族一路高歌猛进,PROTAC、分子胶、LYTAC、AUTAC 们的共同目标,都是想办法把"坏蛋白"降解掉。但在蛋白质的世界里,并非所有问题都出在"蛋白太多"——有些疾病恰恰相反,是"蛋白太少":本该发挥功能的蛋白,因为突变或调控异常而被细胞过早地降解,导致功能缺失。面对这类疾病,一味地"降解"显然走错了方向。于是,一个与 PROTAC 思路完全相反的"反向工程"应运而生——DUBTAC。
DUBTAC 的全称是"去泛素化酶靶向嵌合体"(Deubiquitinase Targeting Chimera)。它的思路与 PROTAC 如出一辙,只是把"拉近的对象"换成了对立面。PROTAC 用一个双功能分子,一端抓住靶蛋白、一端招募 E3 连接酶,给靶蛋白打上泛素标签送进蛋白酶体降解;而 DUBTAC 同样是一个双功能分子,一端结合靶蛋白、另一端招募的却是去泛素化酶(DUB),把靶蛋白身上已有的泛素链"擦除",让蛋白逃过降解、存活下来。一个"加标签",一个"撕标签",两者就像蛋白质稳态这架天平上的两端。
DUBTAC 这一概念,源于对"可药用的蛋白稳定"的长期求索。早在它出现之前,就有研究尝试用 PROTAC 招募去泛素化酶来稳定蛋白,但因缺少合适的小分子 DUB 配体而受阻。直到研究者找到能够招募 OTUB1 等去泛素化酶的小分子片段,DUBTAC 才真正落地。它像是一把"定向扳手",把去泛素化酶的"擦除"能力,精准地导向那些不该被降解的蛋白。
DUBTAC 想象力的应用场景,是那些"功能不足"型疾病。经典的例子是囊性纤维化:CFTR 蛋白的 ΔF508 突变会导致其被细胞过早降解、无法到达细胞膜行使氯离子通道功能。若能借助 DUBTAC 稳定并挽救突变 CFTR,就有望从根源上改善疾病。此外,稳定某些肿瘤抑制蛋白、延长特定蛋白的半衰期以增强疗效,也都是 DUBTAC 可能施展身手的舞台。
从技术演进看,DUBTAC 的诞生并非一蹴而就。早期的蛋白稳定策略,要么借助遗传学手段、要么依赖对去泛素化酶本身的调控,难以做到对单一蛋白的定向稳定。而 DUBTAC 的价值,恰恰在于它把"招募去泛素化酶"这一动作,从理论变成了一个可设计的小分子事件。2022 年前后,研究者率先证明招募 OTUB1 的 DUBTAC 能够稳定 ΔF508-CFTR 并将其恢复至细胞膜表面,这一里程碑式的工作正式确立了 DUBTAC 作为 TPD 家族"反向成员"的地位,也点燃了学界对"靶向蛋白稳定"的想象。
当然,作为一项年轻的技术,DUBTAC 面临的挑战同样不小。去泛素化酶家族成员众多、配体稀缺,如何找到选择性好、成药性佳的 DUB 配体,是首要难题;与"降解"相比,"稳定"的疗效验证也更困难——降解可以用"蛋白消失了多少"来量化,而稳定则需要证明"蛋白半衰期延长了多少、功能恢复了多少",评价体系更为复杂。
在评价层面,DUBTAC 的效果需要通过靶蛋白丰度上升、蛋白半衰期延长,以及功能恢复的检测来综合判断。把去泛素化酶靶向嵌合体纳入 TPD 工具箱,意味着在面对"蛋白不足"类疾病时,我们终于有了一把"反向的钥匙"。
如果说 PROTAC 教会了我们如何"关掉"坏蛋白,那么 DUBTAC 正在尝试教会我们如何"保住"好蛋白。这正反两面的能力,共同构成了靶向蛋白质稳态调控的完整版图。可以预见,随着去泛素化酶配体库的不断丰富,DUBTAC 将为更多"蛋白不足"型疾病带来全新的治疗思路。