靶點蛋白質降解(TPD)為抗生素發覺提供了前所未有的新機會。盡管蛋白降解靶點嵌合體()技術早已步入臨床試驗并改變了小分子抗生素的格局,但借助其他降解機制,非常是溶酶體途徑的新降解技術早已出現,相關技術擴寬了可降解靶向的范圍。
日前,清華學院魯伯塤院士、丁澦院士、費義艷院士以及華北師范學院邢棟院士共同在刊物上發表了題為“”的綜述文章細胞膜穩態劑,盤點了基于溶酶體途徑的新興蛋白降解技術,并討論了這種技術的未來發展方向。
端粒-溶酶體途徑誘導的蛋白降解
端粒是一種高度保守的細胞降解機制。其中,巨端粒是最主要的端粒降解機制,可以吞噬各種細胞內生物大分子(如蛋白質、蛋白質集聚體、DNA/RNA分子等)后傳遞給溶酶體降解。
端粒涉及一系列步驟,包括吞噬泡的啟動、吞噬泡的成核和擴張、圍繞部份細胞質的雙膜凋亡體的閉合和完成、與溶酶體的融合,以及凋亡體中內容物的降解。LC3蛋白在此過程中飾演了極其重要的作用,目前已開出泛素互相作用基序(UIM)結合劑、共價結合劑等多種LC3的小分子絡合物。那些潛在的LC3官能團為開發端粒依賴的蛋白降解技術提供了必需的前提條件。
不僅LC3,端粒受體為步入凋亡通路提供了另一種可能的對接位點。端粒受體在選擇性端粒(巨端粒的一種亞型)中起著至關重要的作用。選擇性端粒的貨物包括許多不同類型的生物分子和細胞器,比如泛素化蛋白、過氧化物酶體和損壞的線粒體。選擇性端粒依賴于辨識貨物并將其禁錮在吞噬泡上的端粒受體。諸如,泛素結合蛋白/p62通過充當與LC3-II互相作用的銜接蛋白,靶點泛素化蛋白集聚體和細胞內真菌進行端粒降解。
端粒的步驟和底物譜(來源:)
ATTEC
技術全稱:-,端粒小體綁定化合物
代表性公司:PAQ(濟景醫藥)、阿泰克
ATTEC是一種可以同時結合LC3和致病生物分子或細胞器的化合物。ATTEC可通過LC3將前者禁錮在吞噬泡上,再通過凋亡誘導降解。因為凋亡底物的低毒性,ATTEC有望將降解劑的適用范圍推廣至非蛋白質生物分子或細胞器。
ATTEC及示意圖(來源:and)
AUTAC
技術全稱:-,端粒靶點嵌合體
端粒靶點嵌合體(-,AUTAC)是另一類借助端粒的降解技術。不同于ATTEC,AUTAC不適用LC3作為接頭蛋白誘導降解,而是通過凋亡受體/p62來綁架選擇性端粒。類同于,AUTAC也通過泛素化誘導降解。但是,須要靶蛋白K48位點聯接的多聚泛素化后的蛋白質才能被26S蛋白酶體辨識并進一步降解;而AUTAC須要觸發靶標的K63多聚泛素化能夠實現誘導降解。核酸8-nitro-cGMP(8-)是細胞內調節凋亡體()招募的重要訊號分子。
AUTAC示意圖(來源:Cell)
技術全稱:-,端粒靶點嵌合體
代表性公司:Bio
端粒靶點嵌合體(-細胞膜穩態劑,)是另一種涉及/p62的降解技術。但不同于須要誘導靶標泛素化降解的,直接與/p62(p6262zz)的ZZ結構域互相作用,不須要多泛素化。目前已開發出專門用于合成的端粒靶點官能團(ATL)。
技術作用機理(來源:)
內涵體-溶酶體途徑誘導的蛋白降解
內涵體主要將跨膜或細胞外底物內化后通過溶酶體降解。
LYTAC
技術全稱:-,溶酶體靶點嵌合體
代表性公司:Lycia
LYTAC也是一種雙功能分子,有兩個結合域一端為結合細胞表面跨膜受體CI-M6PR(--6-)的官能團,另一端為靶蛋白官能團。這兩個結合域通過一個物理聯接官能團結合。在質膜上產生的三聚CI-M6PR–LYTAC–靶蛋白復合物會被細胞膜“吞沒”,產生一個運輸囊泡。囊泡會將復合物運輸到溶酶體中,然后靶蛋白被降解。