为大家推荐一篇发表在Cell Chem. Biol.上的文章：Piperlongumine Conjugates Induce Targeted Protein Degradation，文章的通讯作者是来自佛罗里达大学药学院的Dongwen Lv和Daohong Zhou。
蛋白水解靶向嵌合体(PROTACs)是一类通过招募E3连接酶降解靶蛋白的双功能分子，具有可靶向一些不可成药的蛋白等优点。然而，它们的应用在一定程度上受到限制，因为已知的E3配体和能招募的E3连接酶种类都非常少。作者在此前的研究中发现天然产物荜拔酰胺(PL)具有结合E3连接酶的能力，于是希望以它为基础开发出新的PROTAC分子。首先，作者用一个PL-alkyne探针通过竞争性ABPP鉴定到了约300个PL结合蛋白，其中包括9种E3连接酶，表明PL可能作为一种新的E3配体用于PROTAC设计。于是，作者把一个已知靶向CDK9的PROTAC分子中E3配体thalidomide的部分替换成了PL，得到新的PROTAC分子955，并证明了其具有诱导CDK9降解的活性。作者还合成了一个PL部分与羰基共轭的双键被还原的对照分子，发现其没有诱导降解活性，暗示PL配体可能通过其Michael受体共价结合E3连接酶。
蛋白降解复合物的形成是短暂且动态的，因此通常很难用免疫共沉淀法直接识别PROTAC招募的E3连接酶。作者设计了一个TurboID实验，通过表达TurboID-CDK9，比较955处理前后生物素化蛋白的差异来鉴定E3连接酶。在比较了TurboID实验和之前的竞争性ABPP实验的结果后，作者发现唯一能在两种实验中都鉴定到的E3连接酶是KEAP1。后续的生化实验证明了955具有招募KEAP1的能力，并且是通过共价结合Cys的形式。接下来，作者将955分子与其靶向CDK9的配体部分SNS-032进行了抗癌活性的比较。SNS-032原本就是一个CDK9抑制剂，将其改造成PROTAC分子后，作者发现它在各方面的抗癌活性都有所增强，表明了该设计的实用性。
最后，为了证明PL是PROTAC设计中一个通用E3配体片段，作者合成了PL-ceritinib PROTAC分子用于靶向降解ALK蛋白。ALK是ceritinib的作用靶点，但其致癌融合变体EML4-ALK对ceritinib会产生抗性。作者合成的一种PROTAC分子819克服了这一耐药性，成功实现了对EML4-ALK的降解。综上，作者证明了天然产物PL是共价靶向E3连接酶KEAP1的配体，可以被设计成相应的PROTAC分子，用于靶向蛋白降解。文章链接：https://www.cell.com/cell-chemical-biology/fulltext/S2451-9456(23)00027-2原文引用：10.1016/j.chembiol.2023.01.004
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