靶点蛋白质降解(TPD)为抗生素发觉提供了前所未有的新机会。尽管蛋白降解靶点嵌合体()技术早已步入临床试验并改变了小分子抗生素的格局,但借助其他降解机制,非常是溶酶体途径的新降解技术早已出现,相关技术扩宽了可降解靶向的范围。
日前,清华学院鲁伯埙院士、丁澦院士、费义艳院士以及华北师范学院邢栋院士共同在刊物上发表了题为“”的综述文章细胞膜稳态剂,盘点了基于溶酶体途径的新兴蛋白降解技术,并讨论了这种技术的未来发展方向。
端粒-溶酶体途径诱导的蛋白降解
端粒是一种高度保守的细胞降解机制。其中,巨端粒是最主要的端粒降解机制,可以吞噬各种细胞内生物大分子(如蛋白质、蛋白质集聚体、DNA/RNA分子等)后传递给溶酶体降解。
端粒涉及一系列步骤,包括吞噬泡的启动、吞噬泡的成核和扩张、围绕部份细胞质的双膜凋亡体的闭合和完成、与溶酶体的融合,以及凋亡体中内容物的降解。LC3蛋白在此过程中饰演了极其重要的作用,目前已开出泛素互相作用基序(UIM)结合剂、共价结合剂等多种LC3的小分子络合物。那些潜在的LC3官能团为开发端粒依赖的蛋白降解技术提供了必需的前提条件。
不仅LC3,端粒受体为步入凋亡通路提供了另一种可能的对接位点。端粒受体在选择性端粒(巨端粒的一种亚型)中起着至关重要的作用。选择性端粒的货物包括许多不同类型的生物分子和细胞器,比如泛素化蛋白、过氧化物酶体和损坏的线粒体。选择性端粒依赖于辨识货物并将其禁锢在吞噬泡上的端粒受体。诸如,泛素结合蛋白/p62通过充当与LC3-II互相作用的衔接蛋白,靶点泛素化蛋白集聚体和细胞内真菌进行端粒降解。
端粒的步骤和底物谱(来源:)
ATTEC
技术全称:-,端粒小体绑定化合物
代表性公司:PAQ(济景医药)、阿泰克
ATTEC是一种可以同时结合LC3和致病生物分子或细胞器的化合物。ATTEC可通过LC3将前者禁锢在吞噬泡上,再通过凋亡诱导降解。因为凋亡底物的低毒性,ATTEC有望将降解剂的适用范围推广至非蛋白质生物分子或细胞器。
ATTEC及示意图(来源:and)
AUTAC
技术全称:-,端粒靶点嵌合体
端粒靶点嵌合体(-,AUTAC)是另一类借助端粒的降解技术。不同于ATTEC,AUTAC不适用LC3作为接头蛋白诱导降解,而是通过凋亡受体/p62来绑架选择性端粒。类同于,AUTAC也通过泛素化诱导降解。但是,须要靶蛋白K48位点联接的多聚泛素化后的蛋白质才能被26S蛋白酶体辨识并进一步降解;而AUTAC须要触发靶标的K63多聚泛素化能够实现诱导降解。核酸8-nitro-cGMP(8-)是细胞内调节凋亡体()招募的重要讯号分子。
AUTAC示意图(来源:Cell)
技术全称:-,端粒靶点嵌合体
代表性公司:Bio
端粒靶点嵌合体(-细胞膜稳态剂,)是另一种涉及/p62的降解技术。但不同于须要诱导靶标泛素化降解的,直接与/p62(p6262zz)的ZZ结构域互相作用,不须要多泛素化。目前已开发出专门用于合成的端粒靶点官能团(ATL)。
技术作用机理(来源:)
内涵体-溶酶体途径诱导的蛋白降解
内涵体主要将跨膜或细胞外底物内化后通过溶酶体降解。
LYTAC
技术全称:-,溶酶体靶点嵌合体
代表性公司:Lycia
LYTAC也是一种双功能分子,有两个结合域一端为结合细胞表面跨膜受体CI-M6PR(--6-)的官能团,另一端为靶蛋白官能团。这两个结合域通过一个物理联接官能团结合。在质膜上产生的三聚CI-M6PR–LYTAC–靶蛋白复合物会被细胞膜“吞没”,产生一个运输囊泡。囊泡会将复合物运输到溶酶体中,然后靶蛋白被降解。