給大家推薦一篇發(fā)表在ACS Chemical Biology上的文章，文章標(biāo)題“Modulation of Phosphoprotein Activity by Phosphorylation Targeting Chimeras”，文章的通訊作者是來(lái)自耶魯大學(xué)的Crews教授（PROTAC概念的最早提出者），其課題組致力于發(fā)展PROTAC技術(shù)，并將其應(yīng)用于藥物開(kāi)發(fā)等領(lǐng)域。
蛋白質(zhì)磷酸化修飾是一種極為重要的翻譯后修飾，它在許多生物途徑中扮演著關(guān)鍵的調(diào)控角色。并且，許多疾病與蛋白質(zhì)磷酸化失調(diào)存在密切聯(lián)系。比如阿爾茲海默癥的一個(gè)典型特征，就是Tau蛋白的過(guò)度磷酸化。因此，發(fā)展一種精準(zhǔn)調(diào)節(jié)蛋白磷酸化水平的方法，在分子生物學(xué)研究和醫(yī)藥研發(fā)當(dāng)中均具有重要意義。本文中，作者發(fā)展了一種磷酸化靶向嵌合體技術(shù)（PhosTACs），以實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)蛋白的去磷酸化調(diào)節(jié)。該技術(shù)的基本原理與PROTAC技術(shù)類似：在底物蛋白和磷酸酶分別融合Halo tag和FKBP12(F36V) tag，在嵌合體PhosTAC的兩端分別連接識(shí)別以上兩者的氯烷烴和FKBP12(F36V)配體，中間則以聚乙二醇linker相連。
為驗(yàn)證這一概念，作者選擇PP2A磷酸酶，以及PDCD4（細(xì)胞程序性死亡蛋白4）和FOXO3a轉(zhuǎn)錄因子這兩種蛋白作為磷酸酶的底物。首先，作者驗(yàn)證了PhosTAC能介導(dǎo)PP2A A亞基和PDCD4的相互作用，并且篩選得到效果最好的PhosTAC7。其次，作者證明了招募的PP2A A亞基能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)PDCD4去磷酸化。如圖所示，PhosTAC7處理8個(gè)小時(shí)后，S67和S457的磷酸化水平顯著下降。隨后，作者以FOXO3a轉(zhuǎn)錄因子為底物進(jìn)行了進(jìn)一步研究，以說(shuō)明該方法的適用性。結(jié)果表明：在表皮生長(zhǎng)因子（EGF）的刺激下，加入PhosTaC7能使得FOXO3a中的S318和S321的磷酸化水平保持平穩(wěn)，而不加入PhosTaC7（或者加入不能介導(dǎo)PP2A A亞基和PDCD4互作的PhosTAC7F）則使得磷酸化水平提高50%左右。另一方面，考慮到磷酸化的FOXO3a的轉(zhuǎn)錄活性被抑制，作者考察了加入PhosTAC7誘導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄水平的變化。與預(yù)想的結(jié)果相同，加入PhosTAC7顯著提升了FOXO3a的轉(zhuǎn)錄活性。
總之，作者發(fā)展了一種與PROTAC具有類似機(jī)制的PhosTACs技術(shù)，用以調(diào)節(jié)特定蛋白的磷酸化水平，并展望該技術(shù)能為化學(xué)生物學(xué)研究和臨床治療帶來(lái)新的機(jī)遇。原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acschembio.1c00693文章引用：DOI：10.1021/acschembio.1c00693
