综述:靶向蛋白降解中的分子胶与蛋白水解靶向嵌合体:机制、进展与治疗潜力

【字体: 时间:2025年09月03日 来源:Biochemical Pharmacology 5.6

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  这篇综述系统阐述了靶向蛋白降解(TPD)领域两大前沿策略——分子胶(Molecular Glues)和蛋白水解靶向嵌合体(PROTACs)的机制差异与协同价值。通过对比单/双功能分子设计、E3泛素连接酶(如cereblon)招募模式及催化特性,揭示其突破"不可成药"靶点(如转录因子IKZF1/3)的独特优势,为血液肿瘤、自身免疫病等难治性疾病提供全新治疗范式。

  

结构功能差异的化学基础

分子胶作为分子量不足500Da的单功能小分子,通过诱导E3泛素连接酶与靶蛋白(POI)的界面重构发挥作用,典型代表沙利度胺及其衍生物(如来那度胺)能重塑cereblon E3连接酶复合物对转录因子IKZF1/3的识别能力。相比之下,PROTACs采用"双头龙"式设计:一端结合POI(如AR、ER等核受体),另一端招募VHL或CRBN等E3连接酶,中间通过优化长度的聚乙二醇(PEG) linker连接,形成降解复合物的效率高度依赖linker刚性与溶剂可及性。

治疗领域的突破性进展

在血液肿瘤领域,分子胶药物已实现临床转化里程碑——来那度胺通过降解IKZF1/3使多发性骨髓瘤5年生存率提升40%。PROTACs则在前列腺癌中展现优势,ARV-110通过靶向雄激素受体(AR)的LBD结构域,在去势抵抗性患者中实现肿瘤消退。值得注意的是,分子胶因分子量优势更易穿透血脑屏障,而PROTACs的模块化设计允许快速迭代针对激酶(如BTK)的降解剂。

技术瓶颈与创新方向

分子胶发现仍依赖表型筛选,计算化学辅助的界面预测工具(如AlphaFold-Multimer)正加速理性设计。PROTACs面临"分子肥胖症"挑战,新型细胞穿透肽(CPP)递送系统可改善其口服生物利用度。前沿研究开始探索溶酶体降解途径,如LYTACs技术通过靶向膜受体实现胞外蛋白清除。

临床转化的关键考量

降解剂特有的"事件驱动"药效学要求重新定义临床试验终点——传统IC50指标被DC50(降解半数浓度)取代。耐药性机制也呈现差异:分子胶易受E3连接酶突变影响,而PROTACs可能诱发靶蛋白表位变异。最新开发的分子胶-PROTAC杂交分子(如CELMoDs)正尝试整合两者优势。

未来发展的多维拓展

空间定位降解技术(如基于HaloTag的靶向嵌合体)可实现亚细胞器特异性降解。人工智能驱动的degron序列预测将扩大可降解靶点范围。值得关注的是,分子胶已被改造为调控蛋白质相互作用的分子开关,而PROTACs技术正衍生出自噬靶向嵌合体(AUTAC)等新分支,彰显TPD技术平台强大的可扩展性。

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