推荐一篇ACS Chemical Biology的文章，文章的题目是Reversible Assembly of Proteolysis Targeting Chimeras。本文的通讯作者是斯克里普斯生物医学创新与技术研究所化学系的Thomas Kodadek教授与威尔康奈尔医学院Francis Barany教授。Thomas Kodadek教授致力于化学生物学研究，癌症、自身免疫性疾病和神经退行性疾病早期诊断与干预。Francis Barany教授致力于自组装药物设计等研究。

蛋白降解靶向嵌合体(PROteolysis TArgeting Chimeras, PROTACs)自概念诞生以来已经引起学术界和工业界的极大兴趣。然而，PROTACs有一些成药性的缺陷还有待克服。例如，大多数PROTACs分子违反传统药物Lipinski的五定律，典型的PROTAC分子量为600 ~ 1100Da。许多还显示出较大的极性表面积，并具有大量可旋转的键，限制PROTACs的细胞渗透性和生物利用度。另外，PROTACs还表现出不寻常的剂量反应行为，通常被称为钩效应，表现在目标蛋白的降解随着PROTAC浓度的增加而增加，但进一步增加降解剂浓度却导致活性降低。

在这里，作者介绍了一种新的策略，有可能解决现有PROTACs的生物利用度和钩效应问题。具体来说，作者报道了靶蛋白和E3连接酶通过可逆共价键连接，称之为可逆自组装蛋白降解靶向嵌合体(SAPTACs)。作者认为如果连接两个配体的可逆反应的KD明显弱于配体-蛋白质相互作用的KD值，SAPTACs就不会表现出钩子效应。作者将PROTAC分成两个单元可以提高生物利用度(用于实现可逆耦合的“X和Y”)。如果在平衡状态下，存在大量未连接的目标蛋白和E3连接酶配体，这些低分子量分子可以比稳定连接的PROTAC更有效地渗透细胞/组织。在渗透细胞后，目标蛋白和E3连接酶之间的将形成共价可逆结构引向关键的三元复合物，触发目标蛋白的多泛素化和随后的蛋白酶体介导的破坏。

作者随后做了概念验证实验。作者共合成了10个与苯硼酸相连的VH 032偶联物以及10个与儿茶酚相连的VH 032偶联物。将HeLa细胞暴露于这些分子的所有可能组合中，每种分子的最终浓度为1 μM或10 μM。以CM11为阳性对照，发现WJ504 + WJ510对VHL的降解效率最高。当10 μM WJ504 + WJ510处理HeLa细胞时，pVHL30水平降低50%以上。作者同时利用高度可逆的硼辅助肟生成反应筛选配体。具体来说，作者通过添加VH 032连接的2-乙酰基苯硼酸(WJ571)和等浓度的VH 032连接的羟胺，3种组合对pVHL30的降解均超过40%，其中WJ571 + WJ564的降解效率最高。WJ571 + wj564介导的VHL降解的浓度依赖性表明，当每种化合物的浓度分别为50 μM时，pVHL30的最大降解率为83%±5%且没有任何钩子效应的迹象。 

总之，作者介绍了一种新的PROTACs策略，即可逆自组装蛋白降解靶向嵌合体(SAPTACs)，并做了两个案例的应用。

本文作者：ZYF

责任编辑：WFZ

原文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acschembio.3c00199

文章引用：10.1021/acschembio.3c00199