通过E3泛素连接酶配体实现PROTAC差异化 发布时间：2022-09-21

蛋白降解剂能够使目标蛋白泛素化、再被蛋白酶体识别并降解（PROTAC，分子胶），是一种事件驱动型生物机制。近来，已有多款PROTAC分子进入临床试验，其中以Arvinas的AR和ER降解剂最具有代表性，国内已有4家公司的PROTAC分子进入临床试验阶段。

PROTAC分子包含一个POI（目标蛋白）配体、一个E3泛素连接酶配体和一个Linker，通过人为地将POI和E3泛素连接酶拉近，实现泛素化和并使目标蛋白降解（图1）。PROTAC分子具备能靶向难成药靶点、实现抑制剂难以产生的选择性、潜在解决耐药性，以及具有催化功能（即分子可以往复将目标蛋白降解）等优点，而且PROTAC分子可以系统性地实现优化。

图1：事件驱动的蛋白降解作用机制与优点

现有的PROTAC分子大多以CRBN、VHL和IAP作为E3泛素连接酶，对于给定的POI配体与E3泛素连接酶配体的组合，能产生截然不同的降解选择性（图2）^[1]。2021年进入临床的DT2216是通过VHL在血小板的低表达，实现了对肿瘤组织中Bcl-xL的选择性降解，实现抑瘤的同时不引起明显的血小板降低^[2]。如何实现差异化和解决真正未满足临床需求，是PROTAC研究的焦点问题。

图2：泛激酶抑制剂Foretinib与CRBN、VHL配体组合的PROTACs与选择性激酶降解

对于E3泛素连接酶配体与蛋白底物的研究，有国际大型制药公司（如Amgen）、知名生物技术公司（如Phoremost）、研究机构（如University of Oxford）参与其中。国内也有头部蛋白降解公司（如Cullgen）利用自研E3泛素连接酶与配体，在CRBN无法降解的蛋白上实现了降解和细胞功能。研究E3泛素连接酶与配体，还有望解决临床阶段由于E3泛素连接酶突变和表达下降所带来的耐药问题等。

DNA编码化合物库（DEL）技术是一种高效的蛋白底物配体发现工具，大多数蛋白降解公司都涉足甚至依赖这种筛选方法，进行E3泛素连接酶配体的发现。借助自身在DEL技术的优势，成都先导展开了针对E3泛素连接酶^[3]（图3）及其蛋白底物的研究。到目前为止，成都先导有超过80种纯化的E3泛素连接酶及其复合体（（图4）https://www.hitgen.com/services-details-65.html），并实现了CRBN全新高活性配体、多个新颖E3泛素连接酶配体的发现和验证。

图3：E3泛素连接酶家族蛋白

在2021年发布的《DNA编码化合物库白皮书》（https://www.hitgen.com/en/news-details-103.html ）中，成都先导披露了一种方法，通过E3泛素连接酶和POI的筛选，直接富集DNA编码化合物库中能够形成稳定三元复合体的分子，为目标蛋白寻找合适的E3泛素连接酶和蛋白降解剂提供了一个非常有效的途径。通过三元复合体检测方法（FRET，Alpha等），利用纯化的E3泛素连接酶和目标蛋白，筛选传统化合物库或自建化合物库也极具价值。

参考文献

[1] Cell Chem Biol. 2018, 25(1): 78–87.e5.

[2] Cell Chem. Biol. 2018, 25(1), 88–99.e86.

[3] Nat Med. 2019, 25(12), 1938-1947.

图4：成都先导纯化E3泛素连接酶列表