分享一篇發(fā)表在ACS Chem. Biol.上的文章，文章題目為“Selectivity Profiling of Bromodomain PROTACs Using Chemical Inducers of Proximity DNA-Encoded Library Screening”，本文通訊作者為來自Broad研究所的Shuang Liu，她們課題組的主要研究方向是利用DEL篩選發(fā)現(xiàn)新的分子膠。
BET家族中的蛋白在各種疾病中都發(fā)揮著重要作用，因此該家族的蛋白是多種疾病治療的藥物靶點(diǎn)。現(xiàn)有的抑制劑和PROTAC分子對BET家族的不同成員（BRD2、BRD3、BRD4、BRDT）和不同結(jié)構(gòu)域（BD1及BD2）缺乏選擇性，導(dǎo)致脫靶效應(yīng)和臨床毒性的產(chǎn)生。使用化學(xué)誘導(dǎo)的鄰近DNA編碼文庫（CIP-DEL）可以對多個(gè)結(jié)構(gòu)高度相似的蛋白進(jìn)行平行篩選，因此可以用于發(fā)現(xiàn)某個(gè)家族中特定成員的選擇性PROTAC分子，但目前還沒有相關(guān)報(bào)道。本文作者就利用CIP-DEL技術(shù)針對BET家族不同蛋白的兩個(gè)結(jié)構(gòu)域進(jìn)行了PROTAC分子篩選，得到了BRD2 BD1的選擇性化合物21-1。
作者構(gòu)建了兩個(gè)DEL化合物庫，它們均是以三嗪作為核心骨架，三嗪將兩個(gè)可變結(jié)構(gòu)Cy2和Cy3連接在一起，該部分再通過不同的連接子Cy1與VHL配體連接，從而得到兩個(gè)化合物庫G1和G2，兩個(gè)化合物庫主要是Cy1部分有區(qū)別。CIP-DEL篩選的流程主要是將靶蛋白固定在磁珠上，然后加入與E3泛素連接酶預(yù)先孵育的G1或G2文庫，從而形成三元復(fù)合物，之后洗滌磁珠以洗去結(jié)合能力較弱或者非特異性吸附的分子，再通過蛋白質(zhì)熱變性洗脫結(jié)合的PROTAC，最后對PROTAC分子的DNA編碼進(jìn)行測序。
作者為了確保篩選的信噪比，對CIP-DEL的篩選條件進(jìn)行了優(yōu)化，利用已知的BRD4 BD1和BRD9的配體作為陽性對照，優(yōu)化了靶蛋白、呈遞蛋白（VCB）以及化合物庫的濃度，最終確定篩選條件為2 M的靶蛋白，6 M的VCB以及1000萬拷貝的化合物庫。之后作者對BET家族的8個(gè)溴結(jié)構(gòu)域進(jìn)行了篩選。作者先將四種BD1和四種BD2結(jié)構(gòu)域各自混合到一起進(jìn)行篩選，期望能找到在BD1和BD2兩種結(jié)構(gòu)域之間有選擇性的分子。通過測序和數(shù)據(jù)分析，作者確實(shí)發(fā)現(xiàn)了一些對BD1結(jié)構(gòu)域具有選擇性的分子，其中P1-1重新合成并進(jìn)行了后續(xù)驗(yàn)證，無論是體外試驗(yàn)還是體內(nèi)試驗(yàn)均證明P1-1是一個(gè)泛BD1選擇性化合物，在細(xì)胞內(nèi)也可以實(shí)現(xiàn)含有BD1結(jié)構(gòu)域蛋白的講解，降解效力達(dá)到納摩爾級(jí)別。
之后作者對不同蛋白的不同結(jié)構(gòu)域分別進(jìn)行了篩選，通過數(shù)據(jù)分析，作者發(fā)現(xiàn)了化合物21-1對BRD2 BD1表現(xiàn)出較好的選擇性，進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)證明化合物21-1是一個(gè)高效且高選擇性的BRD2 BD1降解劑。
綜上所述，作者利用CIP-DEL篩選針對BET家族的蛋白進(jìn)行PROTAC分子的選擇性篩選，發(fā)現(xiàn)21-1化合物是一個(gè)高效且高選擇性的BRD2 BD1降解劑。
本文作者：LZ
責(zé)任編輯：WYQ
DOI：10.1021/acschembio.5c00413
原文鏈接：https://doi.org/10.1021/acschembio.5c00413
