如何實現(xian)PROTAC前藥的(de)靶(ba)向(xiang)激(ji)活(huo)以(yi)提(ti)升治療(liao)特異(yi)性(xing)？

1. 如何通過(guo)生物(wu)正(zheng)交(jiao)化學(xue)實(shi)現PROTAC前藥的(de)精準靶(ba)向(xiang)激(ji)活(huo)？

蛋(dan)白(bai)質降(jiang)解技術（PROTAC）借助細(xi)胞內(nei)天(tian)然的泛素-蛋(dan)白(bai)酶體(ti)系(xi)統(tong)，實現(xian)目標蛋(dan)白(bai)的特(te)異性(xing)降(jiang)解，已(yi)成(cheng)為(wei)新藥研(yan)發領域的重要策(ce)略。然而，傳(chuan)統(tong)PROTAC分子在體內應(ying)用中(zhong)仍(reng)面臨脫靶(ba)毒性(xing)、組織非特(te)異(yi)性(xing)分布(bu)以及(ji)由(you)過(guo)度(du)活(huo)化引起的(de)非預(yu)期蛋(dan)白(bai)降(jiang)解等(deng)問題(ti)，嚴(yan)重(zhong)限制其臨床轉化潛(qian)力(li)。

針(zhen)對(dui)上(shang)述挑(tiao)戰，發表於(yu)《Journal of the American Chemical Society》的壹(yi)項研(yan)究提(ti)出(chu)了壹(yi)種新型(xing)“生物(wu)正(zheng)交(jiao)前藥"策(ce)略(lve)。該研(yan)究設計了壹(yi)類(lei)基(ji)於(yu)逆(ni)電(dian)子需求(qiu)狄(di)爾(er)斯(si)-阿(e)爾(er)德（IEDDA）反(fan)應(ying)的(de)“點擊(ji)釋(shi)放(fang)型(xing)PROTAC前藥"（crPROTAC）。IEDDA反(fan)應(ying)因其優(you)異的(de)生物(wu)相(xiang)容(rong)性(xing)、高(gao)速率(lv)常數和高(gao)正交(jiao)性(xing)，特別適(shi)用於(yu)復(fu)雜(za)生物(wu)環(huan)境中(zhong)的靶向(xiang)激(ji)活(huo)。

具(ju)體(ti)而言，研(yan)究團(tuan)隊(dui)合成了兩(liang)種(zhong)惰(duo)性(xing)前藥形(xing)式(shi)：TCO-ARV-771 和 TCO-DT2216。它(ta)們(men)通過(guo)在(zai)PROTAC分子上引入(ru)反(fan)式(shi)環(huan)辛(xin)烯（TCO）保護(hu)基(ji)團，阻斷其(qi)與(yu)E3泛素連(lian)接(jie)酶(mei)及(ji)目(mu)標蛋(dan)白(bai)的正(zheng)常結(jie)合，從而避免在非(fei)靶區域激(ji)活(huo)。當(dang)前藥與(yu)帶有疊氮苯並環(huan)辛(xin)炔(que)（Tz）修飾(shi)的靶(ba)向(xiang)配體(ti)——例(li)如常(chang)用於(yu)腫瘤(liu)靶(ba)向(xiang)的c(RGDyK)肽(tai)——相(xiang)遇(yu)時，TCO與(yu)Tz發生IEDDA反(fan)應(ying)，原(yuan)位釋(shi)放(fang)出具(ju)有活性(xing)的PROTAC分子，實現精準的(de)靶點(dian)激(ji)活(huo)和(he)蛋(dan)白(bai)降(jiang)解。

該策(ce)略(lve)不(bu)僅(jin)在細(xi)胞模(mo)型(xing)中(zhong)顯(xian)著(zhu)降(jiang)低(di)了脫(tuo)靶(ba)降(jiang)解，還(hai)提(ti)高(gao)了PROTAC在(zai)異(yi)種(zhong)移植(zhi)瘤模(mo)型(xing)中(zhong)的(de)抗(kang)腫瘤(liu)效(xiao)果(guo)與(yu)安全性(xing)，為(wei)開(kai)發基(ji)於(yu)生物(wu)標誌物(wu)響(xiang)應型(xing)的(de)下(xia)壹(yi)代PROTAC前藥提(ti)供(gong)了堅(jian)實(shi)理(li)論基(ji)礎(chu)和技(ji)術路(lu)徑。

2. 如何實時監(jian)測E3連接(jie)酶(mei)活性(xing)並推(tui)進(jin)高(gao)通量藥物(wu)篩(shai)選(xuan)？

E3泛素連(lian)接(jie)酶(mei)在調控蛋(dan)白(bai)質穩(wen)定性(xing)、信號(hao)轉導(dao)及(ji)細(xi)胞進(jin)程等(deng)方面(mian)發揮核(he)心(xin)作用，其(qi)功(gong)能(neng)異常(chang)與(yu)腫瘤(liu)、神(shen)經退(tui)行性(xing)疾病等(deng)多種(zhong)病理狀(zhuang)態密(mi)切(qie)相關。然而，由(you)於(yu)缺(que)乏(fa)實(shi)時、高(gao)效的(de)酶活監測工(gong)具(ju)，E3連(lian)接(jie)酶(mei)的研(yan)究及(ji)其(qi)抑制劑開(kai)發壹(yi)直面(mian)臨較大困(kun)難。

近期，《Angewandte Chemie International Edition》報道(dao)了壹(yi)種開(kai)創性(xing)的遺傳(chuan)編(bian)碼型(xing)前熒(ying)光(guang)探(tan)針(zhen)——UbSRhodol，可(ke)用於(yu)實時、定量檢測依(yi)賴(lai)於(yu)半胱氨酸(suan)的(de)E3連(lian)接(jie)酶(mei)活性(xing)。該探(tan)針(zhen)巧妙地(di)將泛素（Ub）的(de)C端通過(guo)氨基甲(jia)酸(suan)酯鍵連(lian)接(jie)至(zhi)掩蔽(bi)狀(zhuang)態的(de)羅(luo)丹明熒(ying)光(guang)團(tuan)，形(xing)成(cheng)硫(liu)酯中(zhong)間體(ti)模擬物。在(zai)自(zi)然狀(zhuang)態下(xia)，羅(luo)丹明以(yi)內(nei)酯形(xing)式存在，幾(ji)乎(hu)無(wu)熒(ying)光(guang)；而(er)當(dang)E3連接(jie)酶(mei)催化半(ban)胱氨酸(suan)攻(gong)擊(ji)該硫(liu)酯鍵時，會(hui)發生轉硫(liu)酯化反(fan)應(ying)，生成(cheng)E3~Ub共價(jia)復(fu)合物，並同(tong)時釋(shi)放(fang)出遊(you)離的(de)羅(luo)丹明，恢(hui)復(fu)強(qiang)烈(lie)熒(ying)光(guang)信(xin)號(hao)。

研(yan)究者(zhe)驗證(zheng)了UbSRhodol在(zai)多(duo)種(zhong)E3酶（如Ube2T、Parkin等(deng)）活性(xing)檢測中(zhong)的適(shi)用性(xing)，並展示了其(qi)應(ying)用於(yu)高(gao)通量抑制劑篩(shai)選(xuan)平(ping)臺(tai)的(de)潛力(li)。不(bu)僅(jin)如此(ci)，該探(tan)針(zhen)還(hai)可(ke)用於(yu)監測(ce)蛋(dan)白(bai)質-蛋(dan)白(bai)質相(xiang)互(hu)作(zuo)用引起的(de)構象(xiang)變化及(ji)酶(mei)動力(li)學過(guo)程(cheng)，為(wei)理(li)解泛素信(xin)號(hao)網絡的(de)動態調控提供了新型(xing)化學(xue)工(gong)具(ju)。

這壹(yi)技術不(bu)僅(jin)推動E3連接(jie)酶(mei)功(gong)能(neng)研(yan)究的(de)深(shen)度和(he)廣度，也為(wei)針(zhen)對(dui)E3的(de)藥物(wu)發現(xian)和化學(xue)生物(wu)學(xue)研(yan)究提(ti)供(gong)了強(qiang)有(you)力(li)的手(shou)段。