分享的是一篇發(fā)表在JACS上的文章，標(biāo)題是“Rational Screening for Cooperativity in Small-Molecule Inducers of Protein?Protein Associations”。本文的作者是來(lái)自美國(guó)馬薩諸塞州劍橋市-布羅德研究所的Stuart L. Schreiber，其研究整合了化學(xué)生物學(xué)和人類生物學(xué)，以促進(jìn)我們對(duì)化學(xué)和生物學(xué)的理解，以及新療法的發(fā)現(xiàn)，他以使用小分子探索生物學(xué)和醫(yī)學(xué)以及在化學(xué)生物學(xué)領(lǐng)域發(fā)展中的作用而聞名。
分子膠能夠誘導(dǎo)協(xié)作的蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用，形成三元復(fù)合物。值得注意的是，分子膠與雙功能化合物的協(xié)同作用程度不同，雙功能化合物構(gòu)成了蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用的第二類誘導(dǎo)物。然而，除了偶然發(fā)現(xiàn)外，對(duì)于分子膠表現(xiàn)出的高度協(xié)同性，目前還存在有限的合理篩選策略。作者在本文中提出了一種在存在或不存在呈遞蛋白的情況下，使用“呈遞比率”（三元富集與二元富集的比率）作為協(xié)同性的預(yù)測(cè)指標(biāo)，對(duì)靶蛋白上的DNA條形碼化合物進(jìn)行基于結(jié)合的篩選。通過(guò)這種方法，作者在含有溴結(jié)構(gòu)域的蛋白質(zhì)（BRD）9和VHL?elongin C?eloggin B（VCB）復(fù)合物的單個(gè)DNA編碼文庫(kù)篩選中鑒定了一系列。這種方法可以合理地發(fā)現(xiàn)預(yù)選蛋白質(zhì)的分子膠，從而促進(jìn)向小分子療法新范式的轉(zhuǎn)變。 誘導(dǎo)蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)結(jié)合的小分子藥物具有新的特性，具有巨大的當(dāng)前醫(yī)學(xué)影響和廣闊的未來(lái)治療潛力。這些“鄰近化學(xué)誘導(dǎo)劑”（CIPs）已被證明可以穩(wěn)定，降解，易位，抑制或激活蛋白質(zhì)靶標(biāo)，重新連接細(xì)胞回路，并將藥物作用限制在共同表達(dá)其兩個(gè)蛋白質(zhì)伴侶的靶向組織。CIPs包括兩大類：分子膠和雙功能化合物（圖1），分子膠表現(xiàn)出高協(xié)同性，盡管對(duì)蛋白質(zhì)伴侶缺乏二元親和力，但仍有利于三元復(fù)合物的形成。通常，CIPs誘導(dǎo)兩種蛋白質(zhì)的結(jié)合：一種是受調(diào)節(jié)作用的靶蛋白，另一種是對(duì)靶蛋白施加功能效應(yīng)的呈遞蛋白。組織特異性或細(xì)胞特異性呈遞蛋白可實(shí)現(xiàn)分子膠的高選擇性，因?yàn)閮H在靶標(biāo)蛋白和呈遞蛋白同時(shí)存在的情況下發(fā)生生產(chǎn)性結(jié)合，同時(shí)，“不可成藥”的蛋白質(zhì)也可以被分子膠靶向。相反，盡管分子膠具有治療優(yōu)勢(shì)，但分子膠的設(shè)計(jì)通常具有挑戰(zhàn)性，并且最常被偶然發(fā)現(xiàn)，通過(guò)在對(duì)細(xì)胞和動(dòng)物具有新功能化合物的作用機(jī)制研究中發(fā)現(xiàn)它們具有誘導(dǎo)蛋白質(zhì)結(jié)合的能力。 分子膠的標(biāo)志是它們?cè)谡T導(dǎo)蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)結(jié)合方面的高協(xié)同性。雖然已經(jīng)報(bào)道了使用DNA編碼文庫(kù)（DEL）來(lái)鑒定能夠形成三元復(fù)合物的分子的各種方法，沒(méi)有人發(fā)現(xiàn)高度合作的化合物。作者在本文中描述了一種使用預(yù)選靶蛋白和呈遞蛋白的篩選技術(shù)，以從使用DELs的拆分和組合合成策略制備的DNA條形碼化合物庫(kù)中鑒定雙功能化合物。使用VHL-elongin C-elongin B（VCB）E3連接酶復(fù)合物作為呈遞蛋白來(lái)評(píng)估細(xì)胞中誘導(dǎo)關(guān)聯(lián)的功能結(jié)果。由此產(chǎn)生的非合作性PROTACs可有效誘導(dǎo)細(xì)胞中的三元復(fù)合物并降解其預(yù)選靶標(biāo)。在這里，調(diào)整該系統(tǒng)以合理地從DELs中識(shí)別化合物，這些化合物協(xié)同誘導(dǎo)預(yù)選靶標(biāo)和呈遞者的蛋白質(zhì)結(jié)合，所得功能化合物在體外和細(xì)胞中表現(xiàn)出與傳統(tǒng)分子膠相當(dāng)?shù)膮f(xié)同性。
圖1 通過(guò)篩選含有和不含有VCB的BRD9，從VHL CIP-DEL中發(fā)現(xiàn)協(xié)作、非協(xié)作和非協(xié)作化合物。（a）分子膠和雙功能化合物（紅色球體）可以通過(guò)它們與兩個(gè)蛋白質(zhì)靶標(biāo)（橙色和藍(lán)色）誘導(dǎo)的三元復(fù)合物中的合作因子α定量區(qū)分。（b）CIP-DEL篩選中使用的VHL CIP-DEL庫(kù)。（c）涉及靶蛋白BRD9和呈遞蛋白VCB的CIP-DEL篩選流程。
