分享一篇发表在Nat. Chem. Biol.上的文章：Targeted degradation via direct 26S proteasome recruitment，通讯作者是美国基因泰克公司的Erin C. Dueber，Claudio Ciferri和Ingrid E. Wertz，这篇文章中他们设计了一种通过靶向26S蛋白酶体并招募靶蛋白以实现降解的技术。
PROTAC技术利用双功能分子结合靶蛋白并招募E3泛素连接酶来实现靶蛋白的泛素化并降解，这一技术目前已在多种传统认为不可成药的靶点上取得了重大进展，但该技术的局限性在于目前可用的E3泛素连接酶种类较少，这些可用的E3泛素连接酶并非在所有组织中都高表达，且它们对目标蛋白的泛素化效率也难以预测。为解决上述局限性，作者希望设及双功能分子直接将靶蛋白招募到26S蛋白酶体附近，从而直接实现靶蛋白的降解，由于26S蛋白酶体在不同种类细胞中的普适性表达，因此有望实现更高的普适性。
实现这一策略的难点在于目前针对26S蛋白酶体亚基的选择性配体种类较少，且无法保证配体的结合部位不会影响到26S蛋白酶体的功能。为了得到合适的配体，作者首先利用噬菌体展示和mRNA展示技术对26S蛋白酶体的PSMD2亚基进行了筛选，得到了四个纳摩尔级别结合强度的配体，包括三个环肽以及一个线性肽，其中三个配体经验证都能够结合完整的26S蛋白酶体，说明结合部位不会被复合物组装所影响。随后作者使用结合能力最强的MC1得到了其与PSMD2的共晶结构，他们发现MC1的结合部位的确位于26S蛋白酶体的外侧，且非常靠近去折叠酶亚基，因此很可能能够介导靶蛋白的降解。
作者在MC1的基础上合成了用PEG链连接了BRD4选择性配体的双功能降解剂CIDE，并证实了CIDE能够结合BRD4以及PSMD2且具有一定的透膜性。最后通过CIDE处理HEK293T细胞系来测试其对BRD4的降解效果，他们发现CIDE的DC50为0.73μM，而作为对照的对映异构体D-CIDE则完全无降解效果，说明BRD4的降解的确依赖于配体与PSMD2的结合。总之，这篇文章通过多肽库筛选得到PSMD2高亲和力的配体，在其基础上合成双功能分子将靶蛋白招募到26S蛋白酶体附近，并成功实现了靶蛋白的降解。原文链接：https://www.nature.com/articles/s41589-022-01218-w
文章引用：DOI：10.1038/s41589-022-01218-w
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