靶向蛋白降解（Targeted Protein Degradation, TPD）是一種新興的藥物開發(fā)策略，PROTACs（PROteolysis Targeting Chimeras）和分子膠是其中的前沿領(lǐng)域，它們通過E3酶介導(dǎo)的底物蛋白降解發(fā)揮作用，但靶標(biāo)大多局限于胞內(nèi)蛋白。近期，為拓展TPD的作用空間，幾種位于細(xì)胞膜上的E3酶（RNF43、ZNRF3等）被成功用于開發(fā)膜蛋白的靶向降解嵌合體，如AbTACs、PROTABs和ROTACs。這些策略使用工程化的雙抗或融合蛋白將E3酶和膜蛋白栓系在一起，從而使膜蛋白被泛素化后降解。盡管具有很大的應(yīng)用前景，但依賴哺乳動物表達(dá)的制備方式提高了其生產(chǎn)成本，限制了這些膜蛋白靶向PROTACs的結(jié)構(gòu)多樣性。同時，較大的尺寸（>50 kDa）也為其組織滲透能力帶來了擔(dān)憂。除此之外，這些蛋白本身的聚集特性、潛在的免疫原性進(jìn)一步限制了它們的臨床應(yīng)用。 近日，上海交通大學(xué)轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究院潘漫副教授、曲倩助理研究員團(tuán)隊(duì)聯(lián)合藥學(xué)院于圓圓副教授團(tuán)隊(duì)基于AlphaFold預(yù)測的人源RNF43/ZNRF3與其配體的復(fù)合物結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)并篩選了一組可用于靶向RNF43/ZNRF3的多肽配體（圖1），該類配體可以由簡單的一步固相合成得到產(chǎn)物并直接復(fù)性，于2.5天內(nèi)即可完成獲取，便于改造。同時，該多肽配體可與不同類型配體（線性L/D肽、環(huán)肽、納米抗體）通過化學(xué)全合成或酶促連接反應(yīng)進(jìn)行偶聯(lián)，便可以高產(chǎn)率、低成本構(gòu)建出一系列尺寸較小、結(jié)構(gòu)多樣的降解子。
圖1. 多肽配體開發(fā)及嵌合體構(gòu)建 作者在PD-L1、EGFR等病理學(xué)靶標(biāo)上均驗(yàn)證了該類降解子對靶標(biāo)的高效降解及清除效率（納摩爾濃度下最高可達(dá)97%以上），并對其降解機(jī)制進(jìn)行了深度探究（圖2）。此后，作者進(jìn)一步對所開發(fā)多肽配體的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了拓展，引入多種化學(xué)修飾，如脂質(zhì)化、PEG化和二硫鍵替代等，展示了該體系的原子水平可操作性。 圖2. 靶標(biāo)降解及多肽衍生化 總之，在這項(xiàng)工作中，作者建立了一個新的E3連接酶介導(dǎo)的模塊化膜蛋白降解平臺，可實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)多樣的雙特異性嵌合體的合成及多種膜蛋白藥物靶點(diǎn)的降解。這些嵌合體比基于抗體的PROTACs分子量更?。ㄗ钚∮行逗象w僅為9 kDa），有望表現(xiàn)出更好的腫瘤穿透性和降低潛在的免疫原性?；瘜W(xué)改性的引入進(jìn)一步擴(kuò)大了化學(xué)操作空間，提高了分子性能，如穩(wěn)定性。該工作擴(kuò)大靶向降解工具箱，實(shí)現(xiàn)了一系列潛在的膜蛋白靶點(diǎn)的清除，對相關(guān)的基礎(chǔ)研究和臨床應(yīng)用具有重要推動意義。 論文信息 Structure-Guided Development of Chemically Tailored Peptide Binders of RNF43/ZNRF3 to Enable Versatile Design of Membrane Protein-Targeting PROTACs Jibin Cui, Qingyun Zheng, Yicheng Weng, Xiaoguo Zhai, Zhen Su, Yunxiang Du, Xiaoxiong Wei, Yuanyuan Yu, Qian Qu, Man Pan Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202501488
