HADDOCK引导的CRBN三元复合物建模与分子模拟：新型ATR激酶PROTACs的开发与应用

本研究针对CRBN（Cereblon）基PROTACs（蛋白降解靶向嵌合体）设计难题，开发了结合HADDOCK蛋白-蛋白对接与诱导拟合PROTAC对接的计算方法。通过验证26个晶体结构，证实该方法对CRBN复合物建模的高精度，并应用于ATR（Ataxia telangiectasia and RAD3-Related）激酶PROTACs设计，为靶向蛋白降解疗法提供了新工具。

　　

在靶向蛋白降解领域，PROTACs（蛋白降解靶向嵌合体）通过诱导靶蛋白与E3连接酶形成三元复合物，实现疾病相关蛋白的泛素化降解，为传统“不可成药”靶点提供了新策略。然而，CRBN（Cereblon）基PROTACs的设计面临重大挑战：现有计算方法难以准确预测其三元复合物构象，且缺乏对动态行为的理解。针对这一瓶颈，研究人员开展了一项创新性研究。

该研究团队开发了一种整合HADDOCK（高模糊驱动蛋白-蛋白对接）与诱导拟合PROTAC对接的计算流程。通过系统验证26个PDB晶体结构（包括CRBN、VHL和cIAP复合物），证明该方法对CRBN复合物的建模精度显著优于现有技术（如Method 4B和FRODDOCK），其蛋白骨架Cα RMSD（均方根偏差）可控制在4?以内。进一步通过500 ns分子动力学（MD）模拟分析了BRD4-CRBN复合物（PDB 6BOY/6BN7）的稳定性，并引入埋藏表面积（BSA）和回转半径（Rg）等参数评估复合物动态特性。

关键技术方法包括：1）基于AlphaFold模型优化ATR激酶结构；2）HADDOCK半柔性对接确定蛋白-蛋白构象；3）MOE诱导拟合对接完成PROTAC定位；4）500 ns MD模拟结合MM-GBSA（分子力学/广义玻恩表面积）计算评估结合自由能。

研究结果部分：
3.1 三元复合物建模验证
通过26个晶体结构验证，HADDOCK对CRBN复合物的预测精度显著优于传统方法（如PDB 6BOY的P-P Cα RMSD仅1.30?），且能准确重现关键相互作用如Gln78（BRD4）-Gln100（CRBN）氢键网络。

3.2 晶体结构MD模拟
对BRD4-CRBN复合物（6BOY/6BN7）的模拟显示，尽管CRBN存在柔性环（残基210-218），复合物整体稳定（Rg 28-29?），PROTAC-RMSD维持在1-2?，验证了模拟协议可靠性。

3.3 ATR三元复合物建模
针对5种活性ATR PROTACs（如42i、ZS-7），研究发现不同链接长度的PROTACs均能适配相似蛋白构象。MD模拟证实复合物稳定性（RMSD~4?），MM-GBSA计算显示强结合自由能（<-100 kcal/mol），与实验降解效率（80-93%）一致。

结论与意义：
该研究建立了首个针对CRBN-PROTACs的高精度计算框架，解决了该领域长期存在的建模难题。通过揭示ATR PROTACs的通用结合模式，为理性设计提供了结构基础。创新性整合HADDOCK与诱导拟合对接的方法，可扩展至其他E3连接酶系统，推动PROTAC从经验设计向结构驱动设计的范式转变。研究成果发表于《Computers in Biology and Medicine》，为开发靶向ATR等关键激酶的降解疗法奠定了重要理论基础。