分享一篇发表在JACS上的文章，文章的题目是“Targeted Protein O-GlcNAcylation Using Bifunctional Small Molecules”。通讯作者是香港中文大学药学院的吴潍龙教授，课题组主要致力于使用化学和生物工具开发用于治疗各种疾病的新型小分子。
O-GlcNAcylation是一种蛋白质翻译后修饰，对于调控细胞过程中的多种基本功能起着至关重要的作用。O-GlcNAcylation的失衡与多种人类疾病有关，包括癌症、糖尿病和神经退行性疾病。然而，目前用于蛋白特异性和位点特异性O-GlcNAc修饰的化学工具有限，这使得对O-GlcNAcylation的精确研究变得具有挑战性。作者基于招募策略，开发出了一种双功能小分子OGTACs，能够同时结合O-GlcNAc转移酶（OGT）和靶蛋白。这种设计利用了OGT对底物的广泛容忍性，通过将OGT与特定蛋白近距离接触，诱导靶蛋白的O-GlcNAcylation。OGTACs由两个功能基团组成，一个基团是能够与OGT结合的配体，如OGTAC-1中的AP1867基团可用于招募fOTG；另一个基团是能够与靶蛋白结合的标签或结构域，如OGTAC-1中的含氯原子的基团能够与结合靶蛋白上的Halo-tag。作者首先在细胞内表达了融合Halo-tag的靶蛋白结合，并与OGTACs结合，然后通过其AP1867基团招募FKBP12 F36V融合的OGT。这种接近促进OGT将O-GlcNAc基团转移到目标蛋白上，从而实现了特异性的O-GlcNAcylation。作者分别在BRD4、HTK-CK2α和EZH2三种底物蛋白上验证了该类小分子的功能。以BRD4蛋白为例，OGTACs诱导的O-GlcNAcylation效果是剂量和时间依赖的。通过改变OGTACs的浓度和处理时间，可以精确控制BRD4蛋白的O-GlcNAcylation水平。同时实验证明OGTACs的效果可逆，通过移除OGTACs并添加特定的竞争性小分子（如AP1867），可以逆转OGTACs诱导的O-GlcNAcylation，恢复目标蛋白到未修饰的状态。总之，作者开发了一类能够在活细胞中精确地调控特定蛋白的O-GlcNAcylation的双功能小分子OGTACs，为研究O-GlcNAcylation在细胞功能和疾病中的作用提供了强有力的工具。此外，这种技术也为开发针对O-GlcNAcylation的新型治疗方法提供了可能性。文章链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c14380原文引用：DOI: 10.1021/jacs.3c14380
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