文獻解讀 | DNA框架工程嵌合體平臺實現(xiàn)選擇性靶向蛋白質(zhì)降解
2023年7月27日，中國藥科大學工程學院生物醫(yī)學工程系Yi Ma團隊在《Nature Communications》上發(fā)表題為“DNA framework-engineered chimeras platform enables selectively targeted protein degradation”的文章，他們構建了具有可編程連接體的DNA框架工程蛋白水解靶向嵌合體，提供了對一般蛋白降解劑設計的見解，為藥物開發(fā)提供幫助。
在這篇文章中，云克隆蛋白【Cereblon蛋白(CRBN)重組蛋白，RPG676Hu01】受到科研工作者的認可，榮登優(yōu)秀國際期刊。
蛋白質(zhì)靶向降解是一種新興的治療疾病的策略，特別是蛋白水解靶向嵌合體(PROTAC)。PROTAC是非雙功能分子，包括靶向目的蛋白質(zhì)的配體、招募E3連接酶的配體和連接上述兩個部分的接頭。其中，連接體在橋接這兩個部分中起著關鍵作用。雖然已經(jīng)研究了許多傳統(tǒng)的連接體，包括PEG、線性脂族鏈和更剛性的連接體，但設計有效的連接體仍然具有挑戰(zhàn)性。最近，DNA已被設計成DNA框架，如DNA四面體、八面體和二十面體，具有良好的表面化學可控制性能。這些DNA框架的剛性、可尋址性和人工可編程性為它們提供了類似連接器的屬性。此外，基于小窩蛋白介導的DNA框架內(nèi)吞機制，以DNA框架作為連接體有助于改善傳統(tǒng)PROTAC進入細胞效率較差的問題。
受DNA框架獨特特性的啟發(fā)，作者結合計算預測、DNA自組裝和PROTAC技術，開發(fā)了一種基于DNA框架的PROTAC(DbTAC)的創(chuàng)新策略。為了研究連接體的長度-活性關系，他們采用DNA四面體、細胞周期蛋白依賴性激酶(CDK)家族蛋白和cereblon(CRBN) E3連接酶的配體形成的DbTAC作為代表性模板。具體而言，CDK9配體的位置是固定的，而CRBN配體在DNA四面體上穿梭，產(chǎn)生連接體長度從8?到57?的DbTAC。他們對不同連接體長度的DbTAC進行了可視化研究，發(fā)現(xiàn)26?的最佳DNA連接體長度在體外最有效。結合親和力的差異解釋了連接體長度-活性關系的機制。此外，他們通過創(chuàng)建共享一個CRBN配體的雙特異性DbTAC(雙-DbTAC)成功證明了DbTAC的可行性，該DbTAC可選擇性降解癌癥細胞系中的CDK6(一種參與細胞增殖和分化的蛋白質(zhì))和CDK9(一個參與轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)、DNA修復和代謝的蛋白質(zhì))。為了擴大該平臺靶向范圍，基于抗體和DNA基元的DbTAC也被開發(fā)出來，促進CDK9激酶和ETS相關基因(ERG)轉(zhuǎn)錄因子的降解。
綜上所述，作者提出了具有可編程連接體的DNA框架工程DbTAC。與傳統(tǒng)的PROTAC相比，DbTAC提供了一種模塊化的方法來生成蛋白靶向降解劑。這種方法有效地減少了制備連接體本身所涉及的步驟，以及隨后連接體與配體的偶聯(lián)，在開發(fā)更有效的藥物生產(chǎn)方法方面邁出重要一步。
云克隆活性蛋白基于GMP級開發(fā)，能夠提供各種規(guī)格，以滿足基礎科學實驗、藥物篩選、動物給藥等各方面的實驗需求。
