2001年Crews首次提出利用细胞内固有蛋白质降解机制(泛素-蛋白酶体系统)消除致病蛋白的概念,即蛋白水解靶向嵌合体(PROTACs)[1]。2017年以来PROTAC技术进入加速发展期[2]。根据PROTAC-DB [3] 的不完全统计,目前共有5388个PROTAC分子,其中26个PROTAC分子已进入临床试验,涉及实体瘤、血液系统癌症、自身免疫性疾病等适应症(图1)[4-6]。在过去的20年里,研究人员认识到PROTAC技术的巨大潜力,并明确了其局限性,例如溶解性和生物利用度差、对健康组织有潜在毒性(靶向和脱肿瘤毒性)[7,8]。因此,目前的前沿研究主要集中于解决PROTAC的缺点,并通过其他技术手段提高药物的可利用性,如纳米材料技术[9-11]和前体药物策略[12-14]。PROTAC技术对药物治疗产生了革命性的影响,为研究提供了新的工具
1。中国郑州大学郑州大学与河畔癌症医院附属癌症医院的肿瘤学系。 2。 肿瘤学系,郑州大学和河南癌症医院,河南工程研究中心的胃肠道癌和Zhengzhou关键实验室的胃肠道癌精确治疗,中国Zhengzhou。 3。 中国教育部先进药物准备技术的主要实验室;食管癌预防与治疗的国家关键实验室;河南省的主要实验室药物质量和评估;药物发现与发展研究所;中国郑州郑州大学制药科学学院。 4。 XNA平台,中国郑州郑州大学制药科学学院。 5。 中医学院,香港大学,波克福拉姆,香港,中国。 6。 REGA医学研究所,医学化学研究所,Ku Leuven,Hestraat 49-Box 1041,3000 Belgium,Belgium。中国郑州大学郑州大学与河畔癌症医院附属癌症医院的肿瘤学系。2。肿瘤学系,郑州大学和河南癌症医院,河南工程研究中心的胃肠道癌和Zhengzhou关键实验室的胃肠道癌精确治疗,中国Zhengzhou。 3。 中国教育部先进药物准备技术的主要实验室;食管癌预防与治疗的国家关键实验室;河南省的主要实验室药物质量和评估;药物发现与发展研究所;中国郑州郑州大学制药科学学院。 4。 XNA平台,中国郑州郑州大学制药科学学院。 5。 中医学院,香港大学,波克福拉姆,香港,中国。 6。 REGA医学研究所,医学化学研究所,Ku Leuven,Hestraat 49-Box 1041,3000 Belgium,Belgium。肿瘤学系,郑州大学和河南癌症医院,河南工程研究中心的胃肠道癌和Zhengzhou关键实验室的胃肠道癌精确治疗,中国Zhengzhou。3。中国教育部先进药物准备技术的主要实验室;食管癌预防与治疗的国家关键实验室;河南省的主要实验室药物质量和评估;药物发现与发展研究所;中国郑州郑州大学制药科学学院。4。XNA平台,中国郑州郑州大学制药科学学院。5。中医学院,香港大学,波克福拉姆,香港,中国。6。REGA医学研究所,医学化学研究所,Ku Leuven,Hestraat 49-Box 1041,3000 Belgium,Belgium。REGA医学研究所,医学化学研究所,Ku Leuven,Hestraat 49-Box 1041,3000 Belgium,Belgium。
PROTAC 提供了一种新机制,与传统的小分子抑制剂相比,它们可以高选择性地显著降低细胞中目的蛋白 (POI) 的利用度,同时大大降低副作用 [1]。第一个 PROTAC 由 Craig M. Crews 于 2001 年开发,自这一突破以来,该领域在过去二十年中得到了迅速发展 [2]。PROTAC 具有由三个元素组成的双功能结构——E3 泛素连接酶配体 [3,4]、POI 配体和连接两个配体的连接区。POI 配体通过与目的蛋白结合并将其隔离到连接的 E3 配体上,选择性地靶向并“劫持”目的蛋白。然后,E3 连接酶配体从胞质中募集 E3 泛素连接酶到含有结合目标蛋白的 PROTAC 复合物中,连接区将 POI 和 E3 连接酶配体结合在一起 [ 5 ]。因此,目标蛋白和 E3 连接酶被人为地拉近,从而允许蛋白靶标进行多泛素化,随后被蛋白酶体破坏(图 1 )。PROTAC 可用于破坏任何蛋白靶标,甚至是非天然泛素化的蛋白。文献表明,使用 PROTAC 技术可以降解 50 多种不同的靶蛋白。目前的靶标包括蛋白激酶、核受体和转录因子,还有更多潜在靶标正在开发中 [ 6 ]。本文涵盖的概念
激酶失调与细胞增殖,迁移和存活极为相关,表明激酶是作为抗癌药物发育的治疗靶标的重要性。然而,传统的激酶抑制剂与催化或变构位点结合与显着挑战有关。抗药性和靶向降低和多域蛋白的靶向是影响靶向抗癌药物的效率的显着限制因素。下一代治疗方法似乎已经克服了这些关注,而靶向嵌合体(Protac)技术的使用就是一种这样的方法。Protac与感兴趣的蛋白质结合并募集E3连接酶,以通过泛素 - 蛋白酶体途径降解整个靶蛋白。本综述提供了针对不同激酶的protac的最新进展迹象的详细概述,主要集中于药物化学中的新化学实体。
摘要:涉及蛋白水解靶向嵌合体(Protac)最近已成为药物发现景观中有希望的技术。对雄激素受体(AR)作为一种新的抗攻击性癌症策略的降解的极大兴趣导致了几篇论文,重点是针对AR的Protac。这项研究探讨了一些有机工具中一些在文献中经常报告的格式中AR降解数据中提取药物设计信息的潜力。在设置了具有一致的AR降解值的92个Protac的数据集后,我们采用了Bemis -Murcko方法进行分类。所产生的簇在结构 - 降级关系方面没有信息。随后,我们进行了降解悬崖分析,并确定了一些关键方面为活动提供积极贡献,以及将这种方法应用于Protacs时的一些方法学限制。还研究了接头结构降解关系。然后,我们构建并表征了三元络合物,以验证先前的结果。最后,我们实施了机器学习分类模型,并表明可以通过简单的与透气性相关的2D分子描述符预测基于VHL但基于CRBN的ProTAC的AR降解。
引入或加强两种蛋白质之间的复合形成具有调节大量生物学过程的潜力,从而提供了可药物靶向空间的主要增加。(P1)复合诱导剂或稳定剂包括分子胶质,这些胶水抑制了复合物中一种蛋白质的功能,以及不同的异性功能化合物,可介导靶蛋白的翻译后修饰的调节或通过蛋白酶体或Lysososes中的蛋白酶降解。蛋白水解靶向嵌合体(Protac)是异性功能的化合物,该化合物由通过连接器连接到另一个结合E3泛素连接酶的靶蛋白的配体组成。(p2)protac诱导的三元复合物形成导致蛋白酶体泛素化和随后降解靶蛋白。大多数Protac都基于Cereblon(CRBN)或Von Hippel-Lindau(VHL)E3 Gimase配体。(p3)
蛋白水解靶向嵌合体 (PROTAC) 是一种很有前途的治疗方式,在癌症治疗中引起了广泛关注。利用 PROTAC 技术,我们使用 Cereblon (CRBN) 和 Von Hippel – Lindau (VHL) E3 配体合成了新型结构修饰的基于 paullone 的 PROTAC。与标准阿霉素相比,PROTAC 23a 显著抑制了 MCF-7 乳腺癌细胞 (IC 50 = 0.10 µ M) 和 A549 肺癌细胞 (IC 50 = 0.12 µ M) 的生长。通过 MCF-7 细胞中的免疫印迹试验评估了这些新型 PROTAC 的降解效率。蛋白质印迹结果显示,PROTAC 23a 在浓度范围为 5.5 至 16 µ M 时降解细胞周期蛋白依赖性激酶 1 (CDK1),从而产生抗癌作用。分子对接用于确认活性 PROTAC 23a 对 CDK1 结合位点的亲和力。我们的研究结果表明了基于 paullone 的 PROTAC 作为 CDK1 降解剂的重要性,可能利用其来识别更有效的乳腺癌和肺癌临床治疗候选药物。
©2022 Wiley -VCH GMBH。保留所有权利。这是以下文章的同行评审版本:检查点纳米 - 可激活的癌症光免疫疗法。高级材料,已在https://doi.org/10.1002/adma.202208553上以最终形式出版。本文可以根据Wiley使用自构货币版本的条款和条件来将其用于非商业目的。
摘要:PROTACs是一种通过泛素-蛋白酶体系统选择性降解靶蛋白的创新技术。与传统蛋白质抑制剂药物相比,PROTACs在肿瘤治疗的有效性、选择性和克服耐药性方面表现出优势,为抗癌药物的研发提供了新的思路。近二十年来,已开发出多种用于诱导肿瘤相关靶点降解的PROTAC分子,并进行了临床试验。本文全面回顾了PROTAC技术的历史里程碑和最新进展,重点介绍了PROTACs的结构、机制及其在靶向肿瘤相关靶点方面的应用,列举了几种基于CRBN、VHL、MDM2或cIAP1 E3连接酶的代表性PROTACs和正在进行抗癌临床试验的PROTACs。此外,还描述了当前研究的局限性以及未来的研究方向,以改进用于癌症治疗的PROTAC设计和开发。
摘要:蛋白水解靶向嵌合体 (PROTAC) 通过诱导肿瘤过表达致癌蛋白的降解而迅速成为一种潜在的癌症治疗策略。它们可以通过募集 E3 连接酶和利用泛素-蛋白酶体途径特异性地催化目标致癌蛋白的降解。由于其作用方式具有普遍性、不可逆性、可回收性、持久性并且适用于“不可用药”的蛋白质,PROTAC 正在逐渐取代传统小分子抑制剂的作用。此外,它们的应用领域正在扩展到癌症免疫治疗,因为各种类型的致癌蛋白都参与了免疫抑制肿瘤微环境。然而,较差的水溶性和低细胞通透性大大限制了药代动力学 (PK) 特性,这需要使用适当的递送系统进行癌症免疫治疗。本综述首先简要介绍PROTAC的一般特性、发展现状和药代动力学。然后介绍近年来各类PROTAC的被动或主动靶向递送系统的应用研究,并描述它们对PROTAC的药代动力学和肿瘤靶向性的影响。最后,总结了近年来用于癌症免疫治疗的PROTAC药物递送系统。采用合适的PROTAC递送系统有望加速PROTAC的临床转化,并提高其对癌症治疗的有效性。