分享一篇发表在Nature chemistry上的文章Proteolysis -targeting chimeras with reduced off-targets，通讯作者为MIT与哈佛的Broad Institute的Amit Choudhary助理教授，他们课题组从事基因组编辑和双功能分子领域的技术开发，并将这些技术应用于细胞生物学。
蛋白水解靶向嵌合体（PROTACs）可以诱导靶蛋白靠近E3连接酶从而导致靶蛋白被降解，而泊马度胺是PROTACs中常用的招募E3连接酶分子，它会与cereblon（一种E3泛素连接酶CRBN的底物受体）结合，从而招募E3连接酶。研究发现，泊马度胺与CRBN结合的时候也会与锌指蛋白结合，形成三元复合物，从而导致锌指蛋白降解，而锌指蛋白在正常发育和疾病进展中具有关键的生物学功能，所以需要减少泊马度胺的脱靶效应。目前对PROTACs脱靶效应的评估主要是通过质谱进行的，但是质谱的对低丰度蛋白的灵敏度较低，所以本文作者先开发了一个用于评估PROTACs脱靶效应的平台。作者将来自11种可被泊马度胺降解的锌指蛋白和3种不会被降解的锌指蛋白的ZF降解子插入慢病毒降解报告载体中，从而可以比较ZF降解子标记的eGFP和未标记的mCherry的荧光，通过荧光的比例来判断PROTAC分子的脱靶效应，该方法不受蛋白细胞特异性表达水平影响，也不受蛋白复合物的全长蛋白对ZF可及性的限制，因此相比于MS，该方法具有更高的灵敏度，作者用NanoBRET方法来测定PROTACs、CRBN和ZFB91形成三元复合物稳定性和已报道的MS数据来验证了这个平台的可靠性。之后作者利用该方法检测了9个已报道的PROTACs的脱靶效应，发现它们对含有ZF结构域的蛋白都表现出一定的降解能力。之后作者合理设计了一个泊马度胺类似物的化合物库，然后利用他们开发的这个平台对这些类似物脱靶效应进行检测并分析构效关系，发现应该在5位进行衍生且应该减少邻苯二甲酰亚胺环上的H键供体。最后，作者根据他们总结出来的规则重新设计了已报道的MS4078分子，降低了其脱靶效应。综上所述，作者开发了一种基于图像的高通量PROTACs脱靶效应分析平台，并利用该平台对泊马度胺的衍生物进行评估，总结出了降低基于泊马度胺PROTACs降低脱靶效应的设计原则。
本文作者：LZ
责任编辑：TZY
原文链接：https://www.nature.com/articles/s41557-023-01379-8
文章引用：DOI: 10.1038/s41557-023-01379-8
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