Pevonedistat

PROTAC（Proteolysis Targeting Chimera，蛋白降解靶向嵌合体）是近年来药物研发领域最具突破性的技术之一。与传统小分子抑制剂“占位驱动”的作用机制不同，PROTAC采用“事件驱动”模式：通过同时结合目标蛋白（Protein of Interest, POI）和E3泛素连接酶，诱导形成三元复合物，使目标蛋白被泛素化标记后经26S蛋白酶体降解。这一技术革命性地扩展了“可成药靶点”的边界——那些缺乏经典活性口袋的支架蛋白、转录因子等“不可成药”靶点，如今可通过PROTAC技术实现有效干预。目前，多个基于CRBN和VHL的PROTAC分子已进入临床试验，适应证覆盖肿瘤及炎症领域。然而，PROTAC分子的开发仍面临三大核心挑战：其一，分子量大（通常700-1200 Da）、极性高，导致水溶性和细胞渗透性差；其二，高浓度下可能形成非生产性二元复合物，降低降解效率；其三，体内递送常依赖特殊制剂。这些挑战对PROTAC定制服务的专业化水平提出了极高要求。PROTAC（蛋白降解靶向嵌合体）是一类通过“靶蛋白—连接臂—E3泛素连接酶”结构实现选择性蛋白降解的分子工具，常用于靶点验证与机制研究。西安瑞禧生物提供基于PROTAC的靶向蛋白降解定制服务，支持靶点配体筛选、连接臂设计与E3连接酶配对优化，同时提供合成与纯化方案，适用于分子机制探索与功能研究需求。基于PROTAC的靶向蛋白降解定制服务二、PROTAC定制服务的核心模块2.1 PROTAC分子设计与合成PROTAC分子的设计是其定制服务的起点与核心。一个完整的PROTAC由三部分构成：目标蛋白配体（POI ligand）、E3连接酶配体（E3 ligase ligand）以及连接二者的Linker。目标蛋白配体选择：针对不同靶点，需筛选或设计高亲和力、高选择性的结合基团。常用靶点包括BRD4、AR、ER、BTK、EGFR、KRAS、PI3K、CDK等。配体不一定要结合功能活性位点——这恰恰是PROTAC相比传统抑制剂的独特优势。E3连接酶配体：最常用的两大E3连接酶体系为CRBN（基于沙利度胺、来那度胺、泊马度胺及其衍生物）和VHL（von Hippel-Lindau）。选择依据包括靶细胞内E3连接酶的表达丰度、配体的结合亲和力（如泊马度胺对CRBN的KD约为0.5-1 μM）以及已有文献报道的降解效率。Linker优化：Linker的长度（通常含3-20个原子）、化学组成（烷基链、PEG链、含杂环结构）及连接位点直接影响PROTAC的构象柔性、三元复合物稳定性及细胞渗透性。研究表明，通过系统性的Linker筛选可显著提升降解活性——优化的Linker能减少构象熵损失、提高结合特异性。合成能力：定制服务商需具备从毫克级到公斤级的多尺度合成能力，尤其擅长处理PROTAC这类高复杂度分子的纯化难题。例如，某些CRO已建立针对PROTAC纯化的高效手动纯化方法，月均合成量可达120个以上。纯度控制通常要求>99%。2.2 体外降解活性验证合成后的PROTAC分子需经过系统的体外验证，以确认其降解效能和机制可靠性。降解效率检测：通过Western Blot检测目标蛋白在不同浓度梯度（DC50测定）和时间点（Dmax测定）下的蛋白水平变化。此外，HiBiT标记技术通过荧光素酶互补实现高通量、实时监测蛋白降解动态，被广泛用于早期筛选。机制验证：对照实验设计至关重要——使用E3连接酶抑制剂（如MLN4924）或对靶蛋白进行突变处理，确认降解过程确实依赖于PROTAC介导的三元复合物形成。三元复合物检测：利用TR-FRET（时间分辨荧光共振能量转移）、SPR（表面等离子共振）等技术直接检测PROTAC是否能同时结合POI和E3连接酶。脱靶分析：通过蛋白质组学分析全面评估PROTAC对细胞内其他蛋白的非特异性降解风险。2.3 体内药效与DMPK评价PROTAC分子因其超出“类药五规则”的理化性质，在DMPK（药物代谢与药代动力学）研究中面临独特挑战。细胞水平的功能评价则包括：评估目标蛋白降解后对细胞增殖、凋亡、迁移等功能的影响；在肿瘤动物模型中验证药效及组织分布。三、前沿进展与创新策略3.1 核酸适配体-PROTAC（ANM-PROTAC）传统PROTAC的细胞穿透性常依赖脂质体或纳米载体，而最新研究利用核酸适配体AS1411实现了肿瘤靶向性降解。AS1411可结合肿瘤细胞表面高表达的核仁素（NCL），并利用NCL与MDM2（一种E3连接酶）的内源性相互作用，将目标蛋白拉近E3连接酶。这种ANM-PROTAC具有天然的肿瘤细胞选择性和穿膜能力，成功应用于STAT3等转录因子的选择性降解。3.2 糖基化PROTAC为解决PROTAC溶解度差的问题，研究者将高度硫酸化的戊糖（磺达肝癸钠，FS）与沙利度胺类配体偶联，构建了新型糖基化PROTAC。FS骨架的多硫酸基团提供强静电相互作用，同时赋予PROTAC良好的水溶性和生物相容性。针对炎症因子IL-6和CCL5的SPR结合实验显示，该策略构建的PROTAC具有微摩尔级亲和力（KD ≈ 10⁻⁶ M），并在PBMC细胞模型中浓度依赖性地抑制LPS诱导的IL-1β释放。3.3 直接生物学（Direct-to-Biology, D2B）高通量筛选PROTAC开发的最大瓶颈之一是“合成-纯化-验证”的循环周期过长。D2B策略颠覆了这一流程：在纳米尺度（反应体积低至5 μL）下进行铜催化叠氮-炔环加成（CuAAC）反应，合成的粗产物直接用于细胞活性评估，跳过纯化步骤。该方法使数百个PROTAC分子可在数日内完成合成与筛选，极大加速了Linker优化和E3连接酶配体的选择。3.4 行业协作与规模化定制从产业实践来看，成功的PROTAC定制服务依赖于CRO与创新药企的深度协同。例如，美迪西与标新生物自2021年建立战略合作，组建FTE专项团队，月均合成分子量高达158个，在紧急任务中实现一个月合成120个分子的交付能力。合作成果包括两条分子胶降解剂管线（GT919、GT929）实现中美双报双批，以及全球首创RSK双功能降解剂GT818递交Pre-IND申请。复旦大学近期也发布了针对神经炎症靶向降解剂合成技术的采购需求，预算250万元，采用5名FTE、12个月的规模化外包模式。四、总结与展望PROTAC技术正从小众探索走向主流药物发现范式。基于PROTAC的靶向蛋白降解定制服务已形成涵盖分子设计（POI配体+E3配体+Linker）、化学合成（毫克至公斤级、纯度>99%）、体外验证（Western Blot/SPR/蛋白质组学）、体内药效及DMPK评价的全链条服务体系。未来，该领域的定制服务将呈现三大趋势：其一，D2B高通量筛选平台将大幅缩短“设计-合成-验证”周期；其二，核酸适配体、糖基化等新型PROTAC骨架将拓展应用边界；其三，CRO与药企的深度协同将成为加速临床转化的关键路径。随着这些创新策略的成熟，PROTAC技术有望真正兑现其“靶向不可成药靶点”的承诺，为肿瘤、自身免疫及神经退行性疾病带来全新治疗选择。以上文章内容仅供参考！以上资料由西安瑞禧生物小编kx提供，仅用于科研！返回搜狐，查看更多

导语： 泛素-蛋白酶体系统（Ubiquitin-proteasome system，UPS）是细胞内最精密的蛋白质降解机器，通过E1-E2-E3级联反应通路，实现蛋白质的"精准标记"与"定向清除"。从2003年首个蛋白酶体抑制剂硼替佐米获批，到2025年PROTAC和分子胶技术的临床突破，UPS已成为肿瘤、神经退行性疾病和自身免疫病药物研发的核心靶点。 Section.01 什么是泛素-蛋白酶体系统？ 泛素-蛋白酶体信号系统（UPS）是真核细胞内最主要的非溶酶体蛋白质降解途径，负责调控约80%以上的细胞内蛋白降解。该系统的核心功能是通过高度特异性的泛素化标记，识别并降解错误折叠、受损或不再需要的蛋白质，从而维持细胞内的蛋白质稳态（Proteostasis） 除了作为细胞的“精准清道夫”，UPS更是关键的信号调控枢纽，它通过控制关键调节蛋白（如细胞周期蛋白、转录因子、肿瘤抑制因子等）的半衰期，精确调控细胞周期进程、DNA损伤修复、免疫应答、炎症反应及细胞凋亡等生命活动[1] 泛素-蛋白酶体系统的组成和过程[1,2] Section.02 核心成员解析：结构决定功能 1.泛素：细胞的“死亡标签”[2] 泛素是一个由76个氨基酸组成的高度保守小分子蛋白（约8.5 kDa），广泛存在于真核细胞中。其结构包含： 一个暴露的C端甘氨酸（Gly76），与底物蛋白或下一个泛素分子形成异肽键 7个内部赖氨酸残基（K6、K11、K27、K29、K33、K48、K63），作为多泛素链的延伸位点 N端起始为甲硫氨酸（Met1）。它是形成线性泛素链（M1链） 的关键，N端可与另一个泛素的C端通过肽键直接相连 不同连接方式决定不同命运：K48连接的泛素链主要靶向蛋白酶体降解；K63链则参与信号转导、DNA修复等非降解功能；K11链在细胞周期调控中发挥重要作用；而M1链则主要参与炎症信号通路的调控。 2.E1-E2-E3酶联反应通路[3] 泛素化修饰是一个ATP依赖的酶联反应过程，需要三种酶的协同作用： E1（泛素激活酶）:在ATP供能下，E1与泛素的C端形成高能硫酯键，激活泛素分子。 E2（泛素结合酶）:接受来自E1的活化泛素，形成E2~Ub硫酯中间体。 E3（泛素连接酶）:负责特异性识别底物蛋白，并将泛素从E2转移到底物上。E3是决定底物特异性的关键因子。 根据结构和催化机制的不同，E3泛素连接酶主要分为四大类：RING型、HECT型、RBR型和RCR型，此外还有U-box亚家族[2] 3.蛋白酶体：分子粉碎机[1] 26S蛋白酶体是一个巨大的多亚基复合物，由20S核心颗粒和19S调节颗粒组成。 20S核心颗粒：由四个堆叠的环组成（两个α环和两个β环），呈桶状结构。蛋白水解活性位于β1、β2和β5亚基上。 19S调节颗粒：位于20S颗粒的一端或两端，负责识别泛素化底物、去泛素化、解折叠底物蛋白并引导其进入20S核心腔。 在哺乳动物中存在多种蛋白酶体亚型：组成型蛋白酶体存在于所有细胞中；免疫蛋白酶体（含β1i、β2i、β5i）主要在免疫细胞中表达，负责抗原肽的加工提呈；胸腺蛋白酶体则特异地存在于胸腺皮质上皮细胞中。 4.去泛素化酶：可逆调控的关键角色 去泛素化酶（Deubiquitylating Enzymes, DUBs）是一类特异性蛋白酶，能够从底物蛋白上移除泛素标签或编辑泛素链，逆转泛素化的功能。人类基因组编码约100种DUBs，分为半胱氨酸蛋白酶类（包括USP、UCH、OTU、MJD、MINDY、ZUP1等亚家族）和金属蛋白酶类（JAMM家族）[4,5]  DUBs通过移除泛素链，可以“拯救”蛋白免于降解，同时回收泛素分子供循环使用。许多DUBs（如USP7）在肿瘤中过表达，成为有前景的药物靶点[6]  Section.03 传导机制:“标记-识别-降解”的精密流程 泛素-蛋白酶体系统的完整工作流可分为五个精密步骤[1]： 步骤1：E1激活泛素 E1酶（UBA1）通过ATP依赖反应激活泛素C端甘氨酸，形成E1-泛素硫酯中间体。这是整个级联反应的限速步骤。 步骤2：E2接收泛素 活化的泛素从E1转移至E2酶的催化半胱氨酸残基，形成E2-泛素硫酯复合物。E2酶的种类决定了后续多泛素链的连接类型。 步骤3：E3识别底物并催化泛素转移 E3连接酶通过其底物识别结构域特异性结合靶蛋白，同时与E2-泛素复合物相互作用，催化泛素从E2转移至底物赖氨酸残基。此步骤的特异性由E3决定，是UPS精准性的核心保障。 步骤4：多泛素链延伸 单个泛素标记不足以启动降解。E3酶或专门的泛素链延伸酶（E4）在底物上构建K48连接的四聚体以上多泛素链，形成蛋白酶体识别的"降解信号"。 步骤5：蛋白酶体降解 26S蛋白酶体的19S调节颗粒识别多泛素化底物，通过泛素受体（如Rpn10、Rpn13）结合底物。随后，DUB移除泛素链（泛素回收），ATPase亚基利用能量展开底物并将其推入20S核心的催化腔。最终，底物被切割为短肽，泛素分子被回收再利用。 Section.04 疾病关联 泛素-蛋白酶体系统的异常与多种人类疾病密切相关。在癌症中，E3连接酶或DUBs的功能异常可导致肿瘤抑制蛋白过度降解或癌蛋白稳定积累[3] 1.肿瘤：UPS的“双刃剑”效应 促癌机制[7,8] ： E3连接酶MDM2过度活跃，持续降解抑癌蛋白p53，导致细胞周期失控 TRIM21等E3酶通过调控Wnt/β-catenin、NF-κB等信号通路，促进肿瘤细胞增殖和干细胞特性维持 蛋白酶体活性增强满足癌细胞旺盛的蛋白质周转需求 抑癌机制[9]： 抑癌E3酶（FBW7）降解MCL1、cyclin E等癌蛋白，其突变或失活常见于多种肿瘤 UPS降解错误折叠的癌基因蛋白，防止其积累产生毒性 UPS在肿瘤中的复杂角色使其成为极具挑战但前景广阔的靶点——既要抑制促癌的UPS组分，又要保护抑癌的UPS功能 2.神经退行性疾病：“蛋白垃圾”的堆积 神经退行性疾病是UPS功能异常的另一个典型领域。阿尔茨海默病的神经纤维缠结、帕金森病的路易小体中均存在高度泛素化的异常蛋白聚集。UPS功能衰退导致有毒蛋白（如tau、α-synuclein）无法被及时清除，是神经退行性病变的核心机制之一。有趣的是，TRIM21介导的抗体依赖性tau蛋白降解为免疫治疗提供了新思路[6-8]  3.心血管疾病 UPS参与调控心肌纤维化中的TGF-β信号通路、p53及AKT1-p38通路。最新研究发现，E3连接酶Deltex-2（DTX2）通过促进转铁蛋白受体1（TfR1）的K27连接泛素化降解，抑制铁死亡，从而减轻脓毒症诱导的心肌损伤。这揭示了UPS在非K48连接泛素化中的新功能[10] 4.免疫相关疾病 去泛素化酶在免疫调控中发挥关键作用。例如，USP13通过去泛素化稳定ACLY（ATP柠檬酸裂解酶），促进肝癌细胞的铁死亡抵抗和免疫逃逸；USP14在肿瘤相关巨噬细胞中稳定IMP2，通过CXCL2轴招募髓源性抑制细胞，导致抗PD-1治疗耐药[11] Section.05 临床突破：从原理到治疗 1.蛋白酶体抑制剂：改写多发性骨髓瘤治疗 硼替佐米是首个获批的蛋白酶体抑制剂，用于治疗多发性骨髓瘤和套细胞淋巴瘤。此外，卡非佐米、伊沙佐米等新一代蛋白酶体抑制剂也已进入临床[3] 2.DUB抑制剂：下一个前沿 USP7作为调控p53通路的关键去泛素化酶，其抑制剂研发取得了重要进展。目前已报道的USP7抑制剂包括共价抑制剂（FT827、XL177A）和非共价抑制剂（如G5、F6）等多种类型[6] 3.PROTAC技术：靶向蛋白降解的革命 蛋白靶向降解嵌合体是近年来最受瞩目的药物发现平台之一。PROTAC是一种双功能分子，一端结合目标蛋白，另一端招募E3泛素连接酶，诱导目标蛋白的泛素化和降解。 进入临床试验的PROTAC分子包括ARV-110（前列腺癌）、ARV-471（乳腺癌）等。更令人兴奋的是，AI技术已开始赋能PROTAC设计——利用生成式AI设计的D16-M1P2可高效降解PKMYT1，对特定基因突变的癌细胞具有选择性杀伤作用[2] 4.超越PROTAC：新赛道正在崛起 SUMO靶向嵌合体是另一种新型技术平台。研究表明，通过诱导致癌蛋白（如PML-RARα、ERα）的SUMO化和随后的泛素化降解，可实现转录抑制与靶向降解的“双重打击”效应。 在神经退行性疾病领域，研究人员利用PML核体募集聚集倾向蛋白（如TDP-43），通过SUMO-泛素网络防止毒性蛋白聚集，为ALS肌萎缩侧索硬化（渐冻症）和阿尔茨海默病提供了全新治疗策略[12] Section.06 总结：从基础到临床的转化之路 蛋白酶体-泛素系统作为细胞蛋白质稳态的"中央处理器"，其精巧的结构设计和严密的调控逻辑体现了生命进化的智慧。从20S核心颗粒的桶状催化腔，到19S调节颗粒的"识别-解折叠-门控"三联机制，再到泛素标记的可逆性修饰，每一个环节都是潜在的药物干预节点。 当前，我们正站在UPS研究的新起点：结构生物学揭示动态机制，PROTAC技术突破"不可成药"靶点，DUB抑制剂打开免疫治疗新维度。未来，随着TME响应型降解平台和纳米递送系统的发展，UPS靶向治疗有望实现"精准打击、低毒高效"的终极目标，为肿瘤、神经退行性疾病和自身免疫病患者带来新希望。 📚 参考文献 1.Signal Transduct Target Ther. 2025;10(1):424.2.Front Mol Biosci. 2026.3.Signal Transduct Target Ther. 2020;5(1):11.4.Mol Cell. 2022;82(1):15-29.5.Nat Rev Drug Discov. 2018;17(1):57-78.6.Eur J Med Chem. 2025;296:117872.7.Nat Rev Drug Discov. 2011;10(1):29-46.8.Oncogene. 2025;44(43):4173-4189.9.Cell Death Dis. 2025;16(1):611.10.Cell Death Differ. Published online March 2, 2026.11.Cell Death Discov. 2025;12(1):28. 12.Nat Chem Biol. 2025;21(9):1408-1419. AmBeed产品推荐 Ubiquitin-Proteasome Signaling Pathway 更多查询官网 E1 Pevonedistat (MLN4924) 展示出强效且选择性抑制 NEDD8 激活酶 (NAE) 的能力, IC50 为 4.7 nM. A724332 Pevonedistat E1 Subasumstat是一种首创且选择性的 SUMO 化酶级联反应抑制剂, 具有潜在的免疫激活和抗肿瘤活性. A1150252 TAK981 Proteasome Bortezomib是一种可逆性和选择性的蛋白酶体 (proteasome) 抑制剂, 通过靶向苏氨酸残基有效抑制 20S 蛋白酶体 (Ki=0.6 nM). Bortezomib 主要用于多发性骨髓瘤和其他血液癌症的治疗研究. A385479 Bortezomib Proteasome Carfilzomib(PR-171)表现出对蛋白酶体的不可逆抑制作用, 在ANBL-6和RPMI 8226细胞中的IC50为5 nM. A101004 Carfilzomib SKP2 SZL P1-41是一种 Skp2 抑制剂, 可选择性抑制 Skp2 E3 连接酶活性, 而不影响其他 SCF 复合物的活性. A796427 SZL P1-41 HECT Clomipramine是一种三环类抗抑郁药, IC50 为 1.5 nM, 能够有效阻断 5-HT 再摄取, 广泛用于抑郁症和强迫症 (OCD) 的治疗研究. A479000 Clomipramine HOIP Bendamustine是一种 DNA 交联剂, 能够激活 DNA 损伤反应和细胞凋亡, 具有抗癌和抗代谢活性. A539745 Bendamustine MDM2/Mdmx/p53 Milademetan是一种特异性 MDM2 抑制剂, 具有口服活性, 主要用于急性髓系白血病和多种实体瘤的研究, 可通过诱导 G1 期细胞周期阻滞、衰老和凋亡发挥抗肿瘤作用. A1156077 Milademetan MDM2/Mdmx/p53 Nutlin-3是一种 p53-MDM2 抑制剂, Ki 为 90 nM. A140511 Nutlin3 IAP LCL161是一种IAP抑制剂, 在HEK293细胞中抑制XIAP, 在MDA-MB-231细胞中抑制cIAP1, IC50值分别为35 nM和0.4 nM. A188719 LCL161 SCF E3 Ligase Oridonin是一种抗肿瘤试剂, 通过共价键与 NLRP3 NACHT 域的半胱氨酸 279 发生反应, 消除了 NLRP3-NEK7 的相互作用, 抑制了随后的 NLRP3 炎症小体的激活. A472649 Oridonin DUB PR-619是一种广谱可逆抑制剂, 能够抑制去泛素化酶(DUBs), EC50为1-20 μM, 主要用于化疗中. A244244 PR619 DUB Betulinic acid 是一种天然的五环三萜类化合物, 为真核细胞拓扑异构酶 I (topoisomerase I) 的抑制剂, IC50 值为 5 μM, 具有抗炎、抗疟疾、抗艾滋病和抗肿瘤等活性. A200416 Betulinic acid USP7 HBX 19818是一种选择性的USP7抑制剂, IC50为28.1 μM. A380559 HBX19818 USP14 IU1是一种细胞可渗透的、可逆的、选择性的蛋白酶体抑制剂, 针对人类USP14, IC50为4.7 μM, 对IsoT具有25倍的选择性. A875547 IU1 UCH-L1 LDN-57444是一种可逆、竞争性、靶向位点的泛素C末端水解酶L1(UCH-L1)抑制剂, IC50为0.88 μM, Ki为0.40 μM. 它还抑制UCH-L3活性, IC50为25 μM. A388744 LDN57444 Cullin Thalidomide靶向 CRBN, IC50 为 8.5 nM. 它可以抑制 TNF-α 的生物合成, 并具有抗血管生成和免疫抑制作用. A164079 Thalidomide Cullin CSN5i-3是一种选择性、口服的 CSN5/Jab1 抑制剂, 能够有效抑制 CSN 催化的 Cul1 去泛素化反应, 其 IC50 值为 5.8 nM, 广泛用于细胞信号调控的研究. A1328063 CSN5i-3 往期推荐 不止于经典：解密cAMP信号，洞悉其在癌症中的多重调控与治疗新靶点 一文掌握AMPK信号通路——结构、激活与亚细胞功能全景 解码细胞衰老：从分子机制到前沿干预策略 宫颈癌的“幕后黑手”：HPV是如何一步步“策反”我们身体的？ 【AmBeed解读】2025年诺贝尔生理学或医学奖：揭秘外周免疫耐受的调节性T细胞革命 破译结直肠癌（CRC）的密码:一文读懂核心通路与治疗靶点 D-荧光素钾盐的应用解析