近日，北京年夜学深圳研究生院李子刚/尹丰课题组于中国化学会旗舰期刊《CCS Chemistry》发表了题为“A proximity-triggered strategy towards transferable PROTACs”的研究论文。该论文经由过程配体导向化学，开发了一种基在锍盐份子的“基团转移”计谋用在靶标卵白半胱氨酸（Cysteine，Cys）的位点选择性润色。“基团转移”计谋乐成地用在PROTAC范畴显示出该计谋的实用性，看成者将“转移基团”略加革新，该计谋便可被用在更多化学生物学的研究，诸如PTM研究，活细胞成像以和卵白质组学研究等等。 图1、基在硫盐中央的“基团转移”计谋用在“可转移PROTAC”示用意 EGFR是NSCLC诊断及医治研究的最主要药物靶点之一。EGFR-TKIs虽然对于医治NSCLC有显著疗效，但其维持时间短，绝年夜大都EGFR TKIs医治有用的患者终极城市复发耐药，成了当前临床肺癌医治面临的巨年夜挑战。PROTAC是药物研发范畴的一个新兴标的目的，其目的不是按捺靶标而是引诱靶标卵白经由过程UPS（泛素-卵白酶系统统）被降解，为解决小份子按捺剂的耐药性问题带来了但愿。PROTACs由三部门构成，经由过程中间的毗连基团将一个靶标卵白的配体及一个特异性招募E3毗连酶的配体连到一路。是以，PROTACs可以同时联合方针卵白及E3毗连酶，进而形成方针卵白-PROTACs-E3毗连酶三元复合物。PROTACs挟制E3毗连酶，将方针卵白多聚泛素化，经由过程UPS选择性降解方针卵白。然而传统PROTACs份子的设计合成比力繁琐，为其后续的生物研究以和临床运用带来坚苦。 李子刚/尹丰课题组前期成长了一种侧链硫盐不变多肽对于卵白质定点润色计谋。由此出发，作者假想可否将锍盐中央引入到PROTACs份子的设计傍边，成长一种简朴易患，合用在任何“卵白质-按捺剂”体系的锍盐东西用在快速判定特定靶标的降解效率。在是作者于Osimertinib配体上引入锍盐中央，但愿于Osimertinib导向下，经由过程临近靶标Cys对于硫盐中央的亲核进攻，发生基团转移反映，将锍盐中央上的功效基团Thalidomide转移到靶标卵白上，形成“靶标-Thalidomide”偶联物，实现UPS引诱的EGFR降解。 起首，作者对于锍盐的合成举行了简朴探索，Osimertinib及硫醇经由过程迈克尔加成天生硫醚，接着于弱酸性下与苄基溴代替天生锍盐份子。化学上，作者经由过程原位NMR确定了高浓度的苄基二甲基锍盐（10 mM）及Ac-Cys-OH（50 mM）之间的反映性。Ac-Cys-OH上亲核性巯基能进攻苄基二甲基锍盐上的苄基，发生“基团转移”反映，获得苄基化Ac-Cys-OH产品。在是，作者合成为了一系列带有苄基接头的锍盐，摸索其及重组EGFR的反映。胶内荧光试验及DFT计较都验证了带有苄基的叠氮基团转移到重组EGFR上。除了了简朴的正交基团，带有苄基接头的Cy5荧光基团也能被转移到重组EGFR上。为了探究基团转移反映的化学特征，作者合成为了带有其他接头的生物素硫盐，经由过程WB验证苄基接头体现出较好的转移效率。竞争试验申明导向配体对于靶标的辨认对于“基团转移”反映的发生与否至关主要。差别激酶的WB成果验证了反映的靶标选择性。末了，LC-MS/MS确定了1-IX可以位点选择性标志重组EGFR的Cys775。 为了探究该基团转移计谋可否合用在PROTAC范畴，作者合成为了带有CRBN配体的锍盐降解子1-X。经由过程WB发明1-X对于EGFR的降解效果跟着药量及时间的增长而增强。因为1-X跟EGFR联合后才会触发基团转移反映，而凡是认为EGFR的降解于联合阶段就能发生，为了进一步探究降解发生的缘故原由，作者合成为了几个比照份子。没有EGFR联合配体的5以和没有CRBN联合配体的8没法降低EGFR表达程度，更主要的是，拥有双配体的硫醚份子六、1-X水解产品7及9未能降解EGFR证明了EGFR的降解是经由过程转移Thalidomide基团引起的。 为了验证降解是由CRBN介导的，作者用带有甲基化润色的Thalidomide（1-XIII）及带有苄基化润色的Thalidomide（1-XIV）作为阴性比照处置惩罚A549细胞。阴性比照未能降解EGFR，这证明了EGFR的降解是由CRBN介导的。为了探究1-X引诱EGFR降解是否经由过程泛素-卵白酶体路子，作者用MLN-4924按捺剂或者Thalidomide竞争剂预处置惩罚细胞后EGFR没有降解，申明降解是由E1及E3介导的。作者将带有HA标签的泛素表达质粒瞬时转染到A549细胞中，并加药处置惩罚细胞，免疫沉淀（IP-WB）检测泛素化EGFR卵白。1-X处置惩罚样品的泛素化EGFR程度高在没有1-X处置惩罚的样品，申明1-X介导的EGFR降解陪同着EGFR的泛素化。进一步患上，作者发明插手卵白酶体按捺剂MG-132可以缓解1-X引诱的EGFR的降解，申明该降解是经由过程卵白酶体路子发生的。综上注解1-X引诱的EGFR降解是经由过程“泛素-卵白酶体”路子发生的。末了，作者经由过程RT-PCR注解1-X引诱的EGFR降解是发生于卵白质程度的。 为了探究硫盐份子的生物学功效。作者经由过程HTRF确定1-IX可以按捺EGFR磷酸化。因为EGFR磷酸化被按捺会阻断EGFR旌旗灯号传导通路，从而会按捺肿瘤细胞的生长。在是作者经由过程MTT验证了1-IX/1-X对于肺癌细胞的生长有按捺作用。1-X按捺肺癌细胞生长多是因为1-X引诱的EGFR降解致三木SEO-使的。细胞周期及细胞凋亡试验申明了1-IX/1-X引诱了肺癌细胞的G0/G1周期阻滞及中后期凋亡。为了扩大基团转移计谋的普适性，作者合成为了带有Adamantane功效基团的锍盐份子1-XV。经由过程另外一种卵白降解计谋（HyT）利用疏水标签来模仿部门变性的卵白质折叠状况，从而引诱份子朋友介导卵白酶体降解。1-XV对于EGFR的降解效果跟着时间及药量的增长而增强。 总之，经由过程配体导向的临近效应，作者开发了一种基在锍盐中央的“基团转移”计谋对于卵白质Cys举行位点选择性润色，该计谋乐成运用在PROTACs范畴实现了UPS路子的EGFR靶向降解。该可转移PROTACs及其他共价PROTACs都无法实现催化再轮回，这致使了至少化学计量的浓度才能引诱靶标卵白质降解。然而，受益在共价毗连的可转移PROTAC计谋能增长降解的靶标亲及力以和动力学上风。可转移的PROTAC计谋仅需要经由过程简朴的配体组装，用在快速判定特定靶标的降解效率。作者信赖，出在差别的目的，差别的功效基团可以选择性标志到靶标上，用在模仿PTM润色、活细胞成像以和化学卵白质组学研究等。 北年夜深研院的王跃娜博士，万川博士及赵融通博士完成为了试验的重要部门，深圳湾试验室的康微博士，王蕊博士，深圳年夜学的江承尧博士对于本论文做出了主要孝敬。论文获得了国度天然科学基金，国度博士后基金，国度重点研发规划“合成生物学”重点专项，广东省天然科学基金，深圳市科技立异委员会的撑持。 论文链接https://doi.org/10.31635/ccschem.022.202201985
