靶向蛋白質(zhì)穩定技術(shù)（targeted protein stabilization，TPS）是近年來(lái)生物醫學(xué)領(lǐng)域一種新興的技術(shù)，旨在通過(guò)特定的方法來(lái)穩定細胞內的蛋白質(zhì)，從而影響其功能和行為。這種技術(shù)潛在應用廣泛，從基礎研究到新藥開(kāi)發(fā)都有重要價(jià)值。
在2022年初，加州大學(xué)伯克利分校的Daniel K. Nomura教授團隊運用基于活性的蛋白質(zhì)圖譜分析（activity-based protein profiling, ABPP）對65種去泛素化酶的反應性半胱氨酸進(jìn)行全局性分析。 研究結果發(fā)現，泛素化酶OTUB1的C23位點(diǎn)不參與酶活性的調控且具有較高的親核性，是一個(gè)理想的配體結合位點(diǎn)。由于細胞中主要介導蛋白質(zhì)降解的最豐富的泛素鏈是K48鏈，而OTUB1則是靶向移除K48鏈的去泛素化酶。 理論上，利用OTUB1去針對性地去除特定蛋白上的泛素鏈，防止以泛素化依賴(lài)方式被降解的特定蛋白質(zhì)被蛋白酶體降解，是非常有效的。
圖2. EN523結構
（1）ΔF508-CFTR-DUBTACs Daniel K. Nomura教授團隊基于上述發(fā)現篩選出了一個(gè)與OUTB1高親和力結合的共價(jià)配體EN523（圖2）。其中，EN523與OTUB1結合是通過(guò)EN523的丙烯酰胺部分與OTUB1變構半胱氨酸殘基Cys23共價(jià)作用來(lái)實(shí)現的。他們通過(guò)體外實(shí)驗證明EN523對OTUB1的酶活性沒(méi)有顯著(zhù)影響。 隨后，研究人員將篩選到的EN523與ΔF508-CFTR調節劑Lumacaftor連接起來(lái)所獲得的異源雙功能小分子NJH-2-057用于靶向CFTR突變體ΔF508-CFTR的穩定從而改善囊性纖維化。 實(shí)驗結果表明，NJH-2-057可以有效穩定ΔF508-CFTR，而單獨使用Lumacaftor的結果則與對照組差異不明顯（圖3）。這一結果為DUBTAC技術(shù)的發(fā)展提供了概念驗證。
圖3. NJH-2-057穩定CFTR
（2）WEE1-DUBTACs Daniel K. Nomura教授團隊隨后將DUBTAC技術(shù)應用于提高抑癌基因WEE1的穩定性，WEE1是一種非惡性真核體細胞中的腫瘤抑制激酶，可磷酸化細胞周期蛋白依賴(lài)性激酶（CDK1）-細胞周期蛋白B1復合物，以抑制有絲分裂S期和G2期的細胞周期進(jìn)展，并且必須下調其活性才能發(fā)生有絲分裂進(jìn)展。WEE1在許多腫瘤中被降解以促進(jìn)癌細胞增殖。穩定癌細胞中WEE1激酶的水平有望阻止腫瘤生長(cháng)。 研究人員將EN523與一種臨床WEE1抑制劑AZD1775通過(guò)烷基鏈linker或基于聚乙二醇的linker連接合成了靶向腫瘤抑制性激酶WEE1的DUBTAC。研究顯示，DUBTAC能顯著(zhù)穩定肝癌細胞系中的WEE1，而EN523或AZD1775單獨治療對WEE1水平?jīng)]有影響（圖4）。
圖4. WEE1 DUBTAC穩定WEE1
這進(jìn)一步證明了DUBTAC技術(shù)用于TPS的普適性，此外，Daniel K. Nomura教授團隊的研究也強調了使用化學(xué)蛋白質(zhì)組學(xué)支持的共價(jià)配體發(fā)現平臺的實(shí)用性。 （3）TF-DUBTACs 2022年6月份，來(lái)自美國哈佛醫學(xué)院的Wenyi Wei教授團隊在此前研究的基礎上，使用EN523招募去泛化素酶OTUB1進(jìn)一步開(kāi)發(fā)了能夠穩定抑癌轉錄因子（Transcription Factor，TF）的首個(gè)TF-DUBTAC藥物平臺，旨在通過(guò)穩定TF實(shí)現對腫瘤的治療（圖5）。
肖女士
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