频年来白鹿 ai换脸，卵白水解靶向嵌合体（PROTAC）时刻已成为一种新式调治范例。PROTAC 是异双功能分子，通过劫执泛素-卵白酶体系统来降解靶卵白。当今，轻便 20-25% 的卵白质靶点正在连系中，大多数职责齐会聚在它们的酶功能上。与小分子不同，PROTAC 通过与靶卵白结合并指点随后的卵白酶体降解来遏抑靶卵白的通盘这个词生物学功能。PROTAC 弥补了传统小分子遏抑剂难以处理转录因子、核卵白和其他支架卵白的局限性。当今，PROTACs已告成降解多种卵白，如BTK、BRD4、AR、ER、STAT3、IRAK4、tau等。然而，哪些靶点得当PROTAC时刻以终了比小分子遏抑剂更好的效益尚不实足澄莹。如何合期许象高效的PROTACs并优化其口服有用，给连系东说念主员带来了雄壮的挑战。

在这篇综述中，咱们总结了PROTAC时刻的特色，详确分析了想象高效PROTAC的一般旨趣，并征询了针对不同卵白质类别的PROTAC的典型应用。此外，评估了PROTAC可能濒临的挑战和局限性。

1. 布景先容

Sakamoto 等东说念主2001年滥觞报说念了卵白水解靶向嵌合体 (PROTAC)。PROTAC 是异双功能分子，包含三个组件：目的卵白 (POI) 结合部分、接头和 E3 泛素联结酶结合部分（图 1a) 。PROTAC分子不错与E3联结酶和靶卵白结合造成POI-PROTAC-E3联结酶三元复合物。劫执泛素卵白酶系统（UPS）随后导致指标卵白被多泛素化，然后卵白质被卵白酶体降解。PROTAC 同期招募 E3 联结酶和 POI，使 POI 和 E3 联结酶在空间上接近。PROTAC 模拟 E3 联结酶对底物的特异性识别并劫执细胞内卵白质碎裂机制以从细胞中去除 POIs。

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图 1. a.基于UPS的PROTAC机制。UPS 由用泛素修饰卵白质的特定酶（E1、E2 和 E3）和降解泛素标签卵白的卵白酶体组成。PROTAC 包含 POI 配体、E3 配体和接头。E3-PROTAC-POI 三元复合物指点 POI 的多泛素化和卵白酶体介导的降解。b. PROTAC 时刻发展的里程碑

当代药物发现的重心是寻找与指标卵白具有高结合亲和力的小分子，这些小分子通过占据酶活性位点来调动卵白功能。然而，一些卵白质枯竭可结合位点或酶活性位点，如转录因子、RAS眷属卵白、支架卵白和调动卵白，使得它们对传统小分子药物不解锐。跟着 PROTAC 的出现，无需磋商活性位点的存在即可降解“不可成药的卵白质”。PROTAC 具有私有的上风，拓宽了畴昔药物发现的视线。一系列用于降解雄激素受体（AR）和雌激素受体（ER）的PROTACs药物已参加临床进修。到当今为止，PROTAC 已被证明不错有用降解多种卵白质，举例代表性的 AR、ER 核受体、各式激酶、转录因子和非常卵白质蚁合体。

2001年，报说念了第一个PROTAC，它由招募蛋氨酸氨基肽酶2（MetAP-2）的血管生成遏抑剂卵酸素和招募E3泛素联结酶β-TRCP的IкBα磷酸肽组成。F-box 卵白 β-转导卵白重迭序列卵白 (β-TRCP) 已被证明可与 IкBα（NF-кB 的负调动因子）结合(即联结的双功能肽段)。连系标明，该PROTAC不错在体外有用造谣MetAP-2水平。在细胞外连系自大出但愿后，这项草创性的职责得以执续下去。2003年，PROTAC被应用于靶向降解ER和AR受体。IкBα 磷酸肽辨认与雌二醇和二氢睾酮 (DHT) 联结，使得 PROTAC 大约有用降解 Erα 和 AR。2004年，含有E3联结酶结合肽ALAPYIP来招募von Hippel-Lindau (VHL)，它不错指点AR和FK506结合卵白12 (FKBP12)的降解。诚然基于肽的PROTAC具有生物相容性高、体内毒性低的优点，但弗成忽视大分子量带来的有限的细胞通透性和合成问题。跟着E3联结酶小分子配体的发展，如MDM2、cIAP、VHL、Cereblon（CRBN）、DCAF11、DCAF15 、DCAF16、KEAP1和 RNF114，PROTAC 快速参加小分子化。

CRBN E3复合物的连系在2010年取得了首要碎裂。CRBN是CUL4-RBX1-DDB1-CRBN（CRL4 CRBN）E3泛素联结酶的底物受体亚基，已被敬佩为沙利度胺免疫调动药物的顺利靶点（ IMiD）。这些IMiD结合CRBN联结酶，为具有锌指结构域的多个转录因子（举例IKZF1和IKZF3）提供结合位点，造成其抗癌作用的基础。在当年的几年中，沙利度胺过火滋生物因其有用的POI降解和致密的成药性而告成应用于PROTAC中，用于多种卵白质类别的靶向降解。ARV-825（图 2a) 是第一个结合泊马度胺和含溴结构域卵白 4 (BRD4) 遏抑剂 OTX015 的 PROTAC（图 2b）。该PROTAC不错有用降解伯基特淋巴瘤(BL)细胞中的BRD4卵白。

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图2. 针对不同卵白质的代表性 PROTAC

2012年，Crews和Ciulli团队利害了第一个具有微摩尔解离常数的VHL小分子配体。为了进步第一代VHL配体的亲和力和亲脂性，Galdeano等东说念主发现了VHL 的第二代配体，VH032 被敬佩为具有纳摩尔亲和力。新式 VHL E3 配体的利害标志着 PORTAC 时刻的一个里程碑（图 1b)。这些新发现的VHL 配体为想象 VHL 招募 PROTAC 开辟了新的契机。VH032与VHL的晶体结构，为构建第一个VHL招募PROTAC MZ1提供了结构细节（图 2b)。化合物 MZ1 大约有用且聘请性地去除 BRD4。其后揭示了BRD4-MZ1-VHL复合物的晶体结构，揭示了MZ1被“夹在”BRD4和E3联结酶之间，而况BRD4-VHL的新斗争是由MZ1指点的协同识别产生的，发现PROTAC指点的静电名义靶卵白和 E3 联结酶之间的互相作用关于矫捷三元复合物相配重要。上述碎裂性连系为其后基于VHL的PROTAC连系奠定了基础。迄今为止，基于VHL的PROTAC已告成应用于各式疾病相关卵白的降解，举例BCR-ABL、ALK和FAK。

越来越多的靶点被阐发为“PROTACable”基因组，部分PROTAC分子已取得临床效益。举例，已参加临床进修的PROTAC靶点包括AR、ER、IRAK4、STAT3、BTK、BRD9、BCR-Xl等。至少有20个PROTAC参加临床进修。其中，来自Arvinas的ARV-110和ARV-471是临床连系着手进的PROTAC药物。Arvinas、C4 Therapeutics、Kymera Therapeutics 和 Captor Therapeutics 是 PROTAC 界限的前卫制药公司，鞭策了 PROTAC 的临床滚动。Arvinas 致力于于将其代表性的 ARV-110 和 ARV-471 推向阛阓。ARV-110和ARV-471的早期临床数据自大出联想的安全性、有用清晰和对患者故兴味的临床疗效，证明了该递次的调治可行性。连统共据标明，ARV-110 动作口服生物可诓骗的降解剂是安全的。I 期进修标明，在具有特定基因突变的东说念主群中，ARV-110 将 40% 的 mCRPC 患者的前方腺特异性抗原 (PSA) 水平造谣了 50% 以上。此外，在滥觞的临床连系中，又名患者的活检数据自大AR着落了70%~90%。一项针对平均接纳5次一语气调治的ER+和HER2-乳腺癌患者的I期临床连系标明，ARV-471不错显着造谣患者肿瘤组织中ER的抒发水平，平均造谣ER水平62% ，最多可达90%。此外，ARV-471的I期临床数据还自大，在30-700 mg的通盘剂量水平下均不雅察到高水平的ER降解（89%），且耐受性致密。

着手进的PROTAC药物ARV-110和ARV-471的临床进修收尾被认为是PROTAC界限发展的风向标。动作一种新的药物范式，PROTAC药物的临床滚动仍存在很是大的疑问。PROTAC如安在不温柔Lipinski五法例的情况下保证调治后果，以及如何连系、讲演和减少PROTAC药物异双功能分子样式可能引起的复杂脱靶效应和反作用，是临床进修中不可幸免的挑战。动作首批参加III期临床进修的PROTAC药物，ARV-471在早期进修中就阐扬出了苍劲的临床阐扬。若是后续临床进修收尾大约达到预期指标，PROTAC可能会在不久的将来参加临床使用，这将为靶向卵白降解药物的研发带来历史性碎裂。

在这篇综述中，列出了当年 5 年来 PROTAC 初次应用的靶标。同期简要转头一下 PROTAC 时刻与其他时刻比拟的上风。然后，作家概述了 PROTAC 在靶向多种相关卵白（尤其是临床进修中的分子）方面的最新进展。还征询并保举了想象新 PROTAC 分子的基本磋商因素。试图为相关界限的东说念主们想象有用的PROTAC提供有价值的参考。

2.PROTAC 的优点

种种化的新式调治策略（举例小分子遏抑剂、单克隆抗体和RNA干扰（RNAi））已成为药物发现的既定范例。小分子遏抑剂的活性平日取决于占据靶主见活性口袋，与内源配体竞争以遏抑靶卵白或酶的功能。小分子遏抑剂的恒久临床应用濒临耐药性和脱靶效应的挑战。单克隆抗体药物通过阻断细胞外卵白质-卵白质或卵白质-配体互相作用来调动细胞反应。单克隆抗体药物的主要优点在于其与靶卵白的高亲和力，但其不及之处在于细胞浸透性差、口服不可用以及资本高。RNA 干扰用于通过敲低 mRNA 来指点基因千里默，因为 RNAi 的催化性质大约降解多个 mRNA 转录本。然而，脱靶效应、口服生物利费用差和组织浸透性不睬想使得药物寄递连系具有挑战性。动作一种有前途的调治范例，PROTACs 比小分子遏抑剂、单克隆抗体和其他调治策略具有私有的上风（表 3）。当指标卵白被卵白酶体降解时，PROTACs不错从复合物中解离出来，并不竭阐发降解作用（称为“事件驱动”机制），从而使低清晰量阐发功效。此外，PROTAC 实足撤废了靶主见功能，以至 POI/E3 亲和力较低的配体也可用于靶标降解。在本节中，咱们将简要比较 PROTAC 与其他调治策略。

表3 PROTAC 与其他调治策略的比较

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2.1 降解“不可成药”的卵白质

尽管FDA依然批准了近400种针对东说念主类卵白质的药物，但与疾病相关的卵白质约有3000种，远远超出了咱们的处理本领。然而，它们中的大多数莫得合适的调治药物，因为枯竭所谓的可成药深沟和活性口袋来占据小分子，举例支架卵白、转录因子和RAt赘瘤（RAS）卵白，恒久以来被认为是“不可成药”的卵白质。因此，小分子很难调控这些不可成药的卵白质，只可依靠执续占据靶卵白的结合口袋来阐发其药理活性（称为“占据驱动”机制）。运气的是，PROTAC 指点的卵白质降解有可能措置这些问题。与传统的小分子遏抑剂不同，PROTAC不需要对配体的高亲和力和执久的占据，即使是低亲和力的配体也不错指点靶卵白的有用降解。关于这些具有挑战性的不可成药靶点，PROTAC 不错在不存在活性口袋的情况下与靶卵白结合，从而导致卵白酶体介导的降解并实足遏抑靶卵白的生物学功能。举例，RAS 卵白是肺癌、结直肠癌和胰腺癌中最常见突变的癌卵白。RAS 卵白包含三种亚型：KRAS、NRAS 和 HRAS。其中，KRAS突变是癌症的致命驱动因素。由于之前枯竭明确的结合袋，KRAS 多年来一直被视为不可成药的卵白质。然而，FDA 快速追踪了两种共价遏抑剂的指定，即 AMGEN 的 sotorasib (AMG 510) 和 Mirati Therapeutics 的 adagrasib (MRTX849)（图 2c)，两者均在临床进修中证明了对 KRASG12C 的有用遏抑作用。厄运的是，恒久和永劫期的使用不可幸免地导致亲和力严重着落和赢得性耐药性。2020 年，通过将 MRTX849 与 VHL 配体联结，想象并合成了一系列 KRAS G12C PROTAC。经过降解活性筛选后，他们敬佩了一种最有用的 PROTAC，它不错快速指点 KRAS G12C卵白的降解（DC 50  = 0.59 μM，NCI-H2030 细胞），而况在其他细胞中也阐扬出降解活性。

2.2 进步聘请性和特异性

药物化学连系东说念主员的主要指标是发现具有高聘请性的分子，以最大司法地减少脱靶效应带来的反作用和毒性。然而，由于归拢眷属的卵白质之间的相反有限，因此很难终了。相通眷属卵白质之间氨基酸残基的微小相反不及以为小分子遏抑剂提供弥散的分辨率。PROTAC私有的机制赋予其双聘请性底物识别的脾气。也便是说，除了指标卵白配体的底物聘请性外，降解前造成矫捷的POI-PROTAC-E3三元复合物还需要E3联结酶和指标卵白之间得当的卵白质-卵白质互相作用（PPI）。因此，E3联结酶从通盘这个词卵白质水平聘请性识别靶卵白进步了PROTAC的聘请性和特异性。激酶亚型聘请性的一个典型例子是针对血清和糖皮质激素指点的卵白激酶 (SGK)，SGK 眷属包含三种亚型：SGK-1、SGK-2 和 SGK-3。据报说念，突变的PI3K不错通过SGK3依赖性机制指点肿瘤发生。一些凭证标明，各式 ATP 竞争性遏抑剂对通盘 SGK 异构体枯竭聘请性，因为它们对不同异构体具有相似的亲和力 。然而，归拢眷属成员的相似催化结构域结巴了连系东说念主员开发异构体特异性遏抑剂。为了措置这个问题，高度特异性的SGK3-PROTAC1（图 2d) 已开发出来。这种PROTAC是基于非SGK3聘请性遏抑剂308-R想象的，用于特异性降解SGK3。在低微摩尔浓度的 SGK3-PROTAC1 下，不错显着造谣细胞内 SGK3 水平，而不影响 SGK1 和 SGK2。不错揣测，SGK3-PROTAC1的聘请性和特异性源自SGK3-PROTAC1指点三元复合物造成历程中VHL对SGK3的聘请性识别。

2.3 作用机制 (MOA)

传统的小分子遏抑剂以剂量依赖性形状阐发作用，通过最大化药物受体占据来达到临床后果。药物浓渡过高会导致不良反作用和脱靶效应。PROTACs不错启动催化靶卵白的降解并从卵白酶体中逃遁。表面上，PROTAC 不错以更低的剂量、更长的给药间隔进行寄递，而况比小分子遏抑剂具有更低的毒性，因为它们的低浓度足以降解卵白质而况不受均衡占用的放手。由于其催化性质，低剂量的 PROTAC 可能会造谣发生脱靶效应的可能性。

2.4 摒除药物靶点的蕴蓄

小分子遏抑剂与靶卵白的结合即使在相对较短的时期内也不错加多卵白质的蕴蓄。不错归因于两个原因：1）药物与靶卵白结合不错矫捷卵白质结构，从而延迟其半衰期；2)恒久遏抑会导致其代偿性抒发上调。一般来说，靶卵白的蕴蓄可能不利于药物的功效。因此，关于这些对遏抑剂不解锐的卵白质，领受PROTAC介导的卵白质降解是极其合适的。举例，BRD4，动作重要的溴结构域和结尾结构域（BET）眷属成员之一。连系东说念主员证明，靶向 BRD4 是遏抑 MYC 驱动的癌症的有用技能。然而，小分子 BRD4 遏抑剂 JQ1（图  2e) 和 OTX015 导致无数卵白质蕴蓄，需要高浓度的遏抑剂来遏抑下流 c-MYC。2015 年，Lu 等东说念主通过劫执 CRBN E3 联结酶想象了一种有用的 BRD4 PROTAC (ARV-825)，它指点通盘 BL 细胞系中 BRD4 卵白快速执续的降解。这突显了 PROTAC 相关于小分子遏抑剂的上风。

2.5 其他的上风

除了上述几点之外，PROTAC 还具有其他优点。赢得性耐药的发生经常与点突变密切相关，点突变会造谣遏抑剂与靶卵白的亲和力。PROTAC 大约通过实足摒除靶标机制来克服耐药性问题。此外，PROTAC的事件驱动模子不需要高药物清晰来造谣脱靶效应的风险。与其他 DNA 水平卵白质敲除时刻不同，PROTAC 大约在翻译后水平在体内快速降解指标卵白质。在靶向卵白降解（TPD）界限，除了基于UPS的PROTAC之外，靶向溶酶体的嵌合体（LYTAC）、靶向自噬的嵌合体（AUTAC）和基于抗体的PROTAC（AbTAC）通过溶酶体降解靶卵白。PROTAC 弗成降解细胞外卵白和膜卵白。因此，溶酶体指点的卵白质降解不错弥补 PROTAC 的枯竭。LYTACs滥觞由Banik等东说念主冷落，并由结合溶酶体靶向受体（LTR）的配体和结合细胞外或膜卵白的配体组成。当今，只须聚丝氨酸-O-甘霖糖-6-膦酸酯（M6Pn）和N-乙酰半乳糖胺（Tri-GalNAC）是可用的LTR配体。LYTAC 已被用于告成降解载脂卵白 E4、表皮滋长因子受体 (EGFR)、身手性去世卵白配体 1 (PD-L1) 和 CD71 。但由于其分子量大、细胞通透性差、体内可能出现免疫反应，还需要进一步连系。2019 年，高桥等东说念主开发了基于自噬历程的 AUTAC，用于内源性卵白质的降解。AUTAC 是一种双功能分子，具有联结 POI 配体和自噬招募标签。然而，由于枯竭有用的自噬阶梯招募配体，当今发表的 AUTAC 效率低下。自噬历程极其复杂，可能对当然自噬产生影响，AUTACs的作用机制尚不澄莹，因此需要长远连系。AbTAC 诓骗双特异性抗体，其中一只臂针对 POI，另一只臂针对 RNF43 E3 联结酶。AbTACs 不错指点 POIs 内化和随后的溶酶体降解，但确切的降解机制仍有待证实。

3. PROTAC靶向多种卵白质的典型应用

表面上，若是有合适的小分子与那些 POI 特异性结合，PROTAC 不错降解简直通盘的细胞内卵白质白鹿 ai换脸，但并非通盘降解剂齐优于小分子遏抑剂。在这里，咱们总结了一些具有明显遏抑活性的典型PROTAC分子，其中一些依然参加临床进修阶段。

3.1 用于靶向卵白激酶的 PROTAC

东说念主类基因组编码超过 500 种卵白激酶，使其成为最大的卵白质眷属。当今，传统的小分子遏抑剂是卵白激酶相关疾病的主要调治聘请。大多数激酶遏抑剂会聚于遏抑受体酪氨酸激酶（RTK）。然而，耐药性的出现毁伤了临床获益，因此遑急需要应用新的调治策略来克服这一挑战。

2013年，Crews团队报说念了最早的激酶PROTAC，用于靶向PI3K，阻断东说念主表皮滋长因子受体3（ErbB3）–PI3K-Akt（卵白激酶B）信号通路。该 PROTAC 由两个招募 POI 和 E3 联结酶的异特异性肽序列组成。ErbB3 滋生序列，磷酸化后可与 PI3K 结合。另一个源自HIF1α 的序列不错通过 VHL 进行利害。两个部分通过 PEG 联结体结合，并掺入细胞穿透序列以改善细胞通透性。然而，由于浸透性差和联结体不矫捷，该 PROTAC 仅自大出中等遵守。

FAK 是一种酪氨酸激酶，调动肿瘤进展的好多方面（举例侵袭、挪动和血管生成）。FAK 激酶遏抑剂 defactinib 在调治恶性胸膜间皮瘤干癌的临床进修中因枯竭疗效而失败。FAK 还具有除激酶之外的支架作用，但激酶遏抑剂弗成遏抑激酶独处的功能。因此，想象了PROTAC-3（图 2f) 可有用指点 FAK 降解，IC 50为 6.5 nM 。PROTAC-3是一种由defactinib和VHL配体组成的双功能分子。它通过有用指点降解，有用遏抑 FAK 激酶依赖性信号传导和激酶依赖性信号传导。

布鲁顿酪氨酸激酶 (BTK) 是 TEC 眷属非受体胞质酪氨酸激酶的成员，自拍视频亦然 B 细胞受体 (BCR) 信号通路的重要调动因子，在 B 细胞的生命活动中阐发防御要作用，举例增殖、存活和分化。BTK在B细胞肿瘤中凡俗抒发，临床干预一般通过遏抑BTK的激酶活性来进行。2013年，FDA批准了独创的共价遏抑剂伊布替尼用于调治多种B细胞恶性肿瘤。Ibrutinib 与 BTK 的半胱氨酸 481 (C481) 共价结合，IC 50为 0.5 nM 。然而，依然发现 BTK (C481S) 481 位的半胱氨酸到丝氨酸突变是导致伊布替尼赢得性耐药的原因。因此，使用 PROTAC 时刻指点 BTK 卵白降解已成为一种有前途的替代递次。迄今为止，四种 BTK 降解剂已参加临床进修。它们辨认是来自Nurix Therapeutics的NX-2127（NCT04830137）和NX-5948（NCT05131022 ），来自海念念科和百济神州的HSK-29116（ NCT04861779）和BGB-16673（NCT05006716）。NX-2127具有BTK降解剂和IMiD新底物降解剂活性。当今正在进行 NX-2127 调治复发或难治性 B 细胞恶性肿瘤的临床进修。临床前数据标明，NX-2127 可有用指点多种癌细胞系和东说念主外周血单核细胞 (PBMC) 中ibrutinib明锐的 BTK WT（野生型）和ibrutinib耐药的 BTK C481S降解，DC 50  < 5nM。此外，NX-2127比ibrutinib更有用地遏抑 TMD8 细胞中BTK C481S的细胞增殖。NX-2127 由沙利度胺 IMiD 组成，具有免疫调动活性。揭示来那度胺导致 CRBN 新底物 Aiolos (IKZF3) 和 Ikaros (IKZF1) 聘请性泛素化和降解。已标明 IKZF3 的过度抒发是慢性淋巴细胞白血病 (CLL) 中 BTK 遏抑剂耐药性的驱动因素。因此，NX-2127将BTK降解与IKZF降解相结合有望增强其抗肿瘤活性。NX-5948 是 Nurix Therapeutics 想象的另一种 BTK 降解剂。与 NX-2127 不同，NX-5948 枯竭免疫调动活性，而况在动物模子中具有穿过血脑樊篱 (BBB) 的本领。NX-5948 自大出与临床前数据相似的性能，临床前数据标明 NX-5948 在淋巴瘤细胞系和 PBMC 中指点 BTK 降解（< 1 nM 时降解效率为 50%）。

3.2 用于靶向核受体的 PROTAC

核受体（NR）属于转录因子眷属。与其他传统转录因子不同，其主邀功能是将外部信号转机为转录输出。典型的 NR 包括三个结构域：两个辨认结合 DNA 和配体的结构域，以及一个在序列和大小方面高度可变的非结构化 N 结尾调动结构域。配体抖擞剂结合会产生构象变化，导致坚硬位信号 (NLS) 清晰，从而使 NR 易位至细胞核并结合反应元件。与配体结合域结合的小分子遏抑剂被想象用来激活或阻断核受体的信号转导功能。然而，小分子遏抑剂有几个流毒。举例，当今对遏抑剂见解的认识尚不澄莹，因为当 AR 基因过度抒发或突变时，执续的 AR 拮抗剂被证明是抖擞剂。此外，孤儿NRs的一些配体尚未敬佩，从而使得靶向NRs调治疾病变得愈加复杂。PROTAC 时刻的出现使得针对更凡俗的 NR 成为可能。AR、ER等NRs参与体内各式重要的生理进程，与前方腺癌、乳腺癌密切相关。因此，一系列针对ER或AR的PROTAC被开发出来。

AR信号传导关于前方腺正常功能的发育和看护至关重要。AR不仅在看护肌肉骨骼和男性性相关功能中阐发防御要作用，而且在前方腺癌的进展中也阐发防御要作用。使用恩杂鲁胺和阿帕鲁胺等 AR 拮抗剂遏抑 AR 功能是调治前方腺癌的常见策略。厄运的是，接纳抗雄激素调治的患者最终会出现去势挣扎。PROTACs 动作一种替代的潜在调治递次出现，以弥补 AR 遏抑剂的流毒。由此，合成了一种有用的 AR PROTAC ARCC-4（图 2g)，其由恩杂鲁胺滋生物和招募VHL的E3配体组成。与其母体遏抑剂恩杂鲁胺比拟，ARCC-4不错有用降解AR和恒久使用临床遏抑剂引起的AR突变体，且不会导致耐药性的存在。家喻户晓，ARV-110（图 2g)是第一个处于临床进修中的AR靶向PROTAC。最新的临床进修数据标明ARV-110具有可接纳的安全性。最大耐受剂量 (MTD) 尚未敬佩，保举的 2 期剂量 (RP2D) 的敬佩仍在不竭。此外，ARV-110 已在挪动性去势挣扎性前方腺癌 (mCRPC) 患者服用恩杂鲁胺和/或阿比特龙后阐扬出抗肿瘤活性 。最近，王的团队报说念了两种高效且好意思味服生物诓骗的 AR PROTAC，ARD-2128 和 ARD-2585（图 2g）。ARD-2128 是一种优化的 AR 拮抗剂，通过刚性接头与沙利度胺联结，在小鼠中终澄莹 67% 的口服生物利费用和比恩杂鲁胺更好的抗肿瘤活性。ARD-2585 包含与 ARD-2128 相通的 CRBN 配体，在 VCaP 细胞系中达到 ≤ 0.1 nM 的 DC50值，在小鼠中达到 51% 的口服生物利费用。

乳腺癌是一种乳腺组织发生癌变的恶性肿瘤，患者平日是女性群体。根据肿瘤受体的景象，乳腺癌可分为三种类型：雌激素受体阳性（ER+）、东说念主表皮滋长因子受体2阳性（HER2+）和三阴性亚型（ER-、PR-、HER2） -）。其中，ER+乳腺癌最常被会诊出。ER是核受体眷属的成员，ERα和ERβ调动雌激素的基因抒发。然而，ERα 已被证实主要谨慎女性生殖系统和乳腺组织中雌激素信号的转机。大多数聘请性雌激素受体降解剂（SERD）旨在靶向 ERα 来调治 ER + 乳腺癌。SERD 是一类与 ERα 结合并随后被卵白酶体降解的小分子。氟维司群(Fulvestrant)是惟一被批准并通过每月肌肉打针用于调治绝经后女性乳腺癌的 SERD。针对氟维司群口服生物利费用差的流毒，一系列SERD分子被开发出来。但SERD分子弗成实足降解ER，恒久使用会导致耐药性。PROTAC时刻提供了另一种调治聘请。Arvinas 开发了一种针对 ER 的 PROTAC，ARV-471（图 2h)，经FDA批准参加临床进修，用于调治局部晚期或挪动性ER阳性/HER2阴性乳腺癌患者。中期进修收尾自大，ARV-471可显着造谣肿瘤组织中ER的抒发水平，平均造谣62%，最高可达90%。此外，ARV-471 不错在多种 ER 阳性乳腺癌细胞系中降解野生型和临床相关的 ERα 突变体（Y537S 和 D538G），其DC 50值约为 2 nM。

3.3 用于靶向转录因子的 PROTAC

转录因子（TF）是一类与DNA特定序列结合以调动基因转录历程的卵白质。转录因子在增殖、分化和去世等多种细胞功能中阐发防御要作用。除核受体外，顺利靶向转录因子关于小分子遏抑剂来说尤其具有挑战性，因此几十年来它们一直被认为是“不可成药的卵白质” 。因此，指点卵白质降解成为转录因子的一种潜在形状。根据DNA结合域的具体结构，转录因子可分为数十个眷属。值得慎重的是，C2H2锌指、同源域和螺旋-环-螺旋眷属占转录因子总和的80%以上。

信号转导和转录激活因子 3 (STAT3) 是一种重要的核转录因子，在酪氨酸 705 上被磷酸化，并整合细胞因子和滋长因子信号传导以调动一系列细胞历程。STAT眷属由7种卵白组成，其中STAT3已被证明在多种癌症中过度抒发，尤其是乳腺癌。靶向 STAT3 是调治各式癌症、炎症和本身免疫性疾病的普遍策略。STAT3在Tyr705位点的磷酸化不错触发其二聚化，而况与靶基因的转录调控密切相关。STAT3二聚化依赖于两个单体的Src同源2(SH2)结构域之间的互相作用。基于这一机制，连系东说念主员热衷于寻找作用于SH2结构域的小分子遏抑剂，以阻断STAT3二聚化和转录活性。然而，由于STAT眷属成员之间存在结构同源性，一些作用于STAT3 SH2结构域的遏抑剂已阐扬出有限的临床价值，这为特定STAT3遏抑剂的开发带来了浮泛。另一个杰出的问题是，单个 STAT3 卵白仍然具有转录活性，因此开发 STAT3 SH2 结构域的遏抑剂并不是实足遏抑 STAT3 活性的可行递次。PROTAC 动作靶向卵白降解的新式疗法具有渊博的远景。在这里，咱们先容了一种特定且有用的 STAT3 PROTAC。白等东说念主。报说念了第一个STAT3 PROTAC SD-36（图 2i)不仅能有用、特异性地降解STAT3，而且具有抗白血病和淋巴瘤细胞系增殖活性。SD-36 由聘请性 STAT3 遏抑剂 SI-109 和来那度胺组成，是 PROTAC 如何应用于靶向转录因子等挑战性卵白质的典型告成范例。

4. PROTAC的想象和开发

PROTACs的降解活性不仅取决于两头与其各自靶主见亲和力，还依赖于大约造成矫捷PPI的三元复合物的造成。当今，PROTAC的构建很大程度上依赖于警戒分析(empirical analyses)和构效关系（SAR）连系。然而，合成难度对快速合成无数 PROTAC 化合物库冷落了首要放手。通过分析和总结已发表的PROTAC结构，咱们将提供PROTAC想象的老例策略，以加快PROTAC的发现。此外，还列出了一些最近报说念的 PROTAC，它们招募具有相应降解活性的传统 E3 联结酶（表 4）。

表 4. 2019年以来报说念的PROTAC代表性化合物

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4.1 E3联结酶过火配体

在已利害的 600 多种联结酶中，只须少数具有小分子配体的联结酶已用于 PROTAC 靶向。咱们列出了常用的 E3 联结酶过火配体（图 3）。总结分析了近 20 年来发表的高活性 PROTAC 的结构，发现最常用的是 CRBN、VHL 和 cIAP 配体，其中 CRBN 占 60.1%，VHL 占 30.1%，cIAP 占 5.5%。主要原因是CRBN在高丰采的组织中凡俗抒发，而况基于CRBN的PROTAC具有更好的降解效率。此外，与VHL配体比拟，CRBN配体具有更好的类药脾气。招募 MDM2 和 cIAP 的 PROTAC 平日具有较高的分子量和较差的组织浸透性，标明口服生物利费用可能是一个潜在的问题。其他一些E3联结酶如DCAF11、DCAF15、DCAF16、KEAP1和RNF114等较少使用，原因如下：它们的配体来源于自然产品， E3联结酶亲和力差，合成宝贵，且大多数E3联结酶是由不可逆的PROTACs招募的，其降解活性较差，并具有一定的潜在毒性。值得慎重的是，不同的招募 E3 联结酶已被证明可指点不同程度的卵白质降解。主要原因是：不同细胞中E3联结酶的抒发水平不同，可能导致降解效率不同。而况有些卵白质关于不同的E3联结酶具有不同程度的聘请性。因此，在想象PROTAC的历程中，应优先聘请针对CRBN或VHL的配体，因为这两种E3联结酶的应用范围最广。动作说明性实例，ARV-110和ARV-471齐聘请CRBN联结酶动作E3配体。在这里，咱们转头了 PROTAC 想象中使用的传统 E3 联结酶过火配体。

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图3 用于 PROTAC 的 E3 联结酶的代表性小分子配体。蓝点示意得当的开通子结合位点

4.2 PROTAC的开通子设战术略1. 联结子类型

Maple 连系组开导了一个包含 400 多个已发表的 PROTAC 的数据库，以找到已应用于 PROTAC 的一般旨趣。数据库中开通子结构的摘抄（表 5）揭示了迄今为止 PROTAC 想象中常用的联结体是 PEG 和不同长度的（不）饱和烷烃链。由于化学合成方便的特色，烷基接头平日用于合成 PROTAC 分子，以敬佩最好接头长度。然而，由于 PROTAC 的高疏水性，烷基联结子的引入可能会造谣 PROTAC 的细胞浸透性。含有杂原子（氧原子或氮原子）的烷基链比单独的烷基链具有改善的亲水性。此外，掺入PEG链不错增强PROTAC的熔解度和细胞对PROTAC的摄取。超过一半已发表的 PROTAC 结构包含烷基和 PEG 基序。PROTAC 中加入了烷基、PEG 和乙二醇链以进步纯真性。然而，它们的引入会影响 PROTAC 的药代能源学 (PK) 脾气。频年来，线性联结基渐渐被刚性联结基取代，举例炔烃和饱和杂环（哌嗪和哌啶）。芳环或炔链的引入赋予了一定的刚性并促进矫捷的三元络合物的造成。它还促进 PROTAC 的熔解度和细胞浸透性。因此，使其具有口服生物利费用和临床后果，举例 ARV-110、ARV-471 和 BTK PROTAC。点击化学平日用于体内构建PROTAC分子，因此聘请三唑基团来联结POI和E3联结酶配体。三唑在体内很难代谢，因此，引入三唑可能有助于增强代谢矫捷性并延迟PROTAC的历久性。ARV-110的发现历程是PROTACs开发中极具参考价值的例子。在早期的连系中，AR拮抗剂和基于VH032的ARCC-4被发现具有有用的降解活性。鉴于ARCC-4枯竭口服生物利费用，将VHL配体替换为CRBN配体，并对接头进行相应优化以进步生物利费用。然后对弹头进行进一步更正，得到两种体表里活性均优于ARCC-4的PROTAC，但两种化合物均具有较高的撤废率。改用刚性接头后，活性和生物利费用得到改善，剂量递加清晰的进一步优化最终导致了 ARV-110 的发现。

表5 已发表的 PROTAC 结构的 Maple 数据库中采选的联结基序的出现情况 

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2. 联结子长度

联结体的长度对 PROTAC 的降解活性也有显着影响。最近，Bemis 等冷落了线性接头长度 SAR 连系模子，标明具有较长接头的降解剂更有可能在 PROTAC 的初步想象中取获告成。一朝敬佩了有用的PROTAC，将迟缓镌汰联结子的长度，以敬佩最好联结子长度。当接头太短时，由于空间位阻效应，2个配体很难同期结合到各自的靶标上，从而圮绝了三元复合物的造成。但若是接头过长，则会圮绝PPI，导致靶卵白泛素化失败。此外，较长的联结体具有较大的分子量，这使得 PROTAC 穿过细胞膜的可能性较小。因此，将刚性联结体（举例炔、哌嗪和哌啶）掺入联结体中不错有用改善PROTAC的药代能源学特征和功效。#

3. 聘请合适的开通子附着位点

PROTAC 具有三个必要的组件：弹头、E3 联结酶配体和联结它们的联结体。一朝弹头和E3联结酶配体固定，联结子组成、长度和附着位点的聘请和优化是构建PROTAC的重要因素。具有合适联结基的 PROTAC 分子对 POI 降解的活性和聘请性具有显着影响。一般来说，最好从靶标卵白清晰于溶剂的位置联结接头，这么不会影响其配体的结合亲和力。在大多数情况下，连系东说念主员依然通过共晶结构和SAR连系敬佩了合适的联结位置。关于弹头和E3联结酶配体，联结体附着位点的聘请需要磋商不影响其受体原有的亲和力。最重要的是，不要从配体的重要活性基团滋生联结子。

4. 光控联结器

尽管与传统的小分子遏抑剂比拟，催化 MOA 为 PROTAC 带来的反作用更少。然而，PROTAC 私有的催化脾气也不可幸免地会因正常细胞和癌细胞中的浓烈降解而产生不利影响。为了克服这个问题，光控联结器的引入使得 POI 以时空形状降解。将光可切换的偶氮苯基团纳入联结体中是一种诓骗光抑制降解活性的可逆递次。在不同给定波长的照耀下，PROTAC会在“顺式”和“反式”之间可逆地转机，从而产生相应的非活性或活性PROTAC的构象。在一定波长的照耀下，非活性PROTAC将滚动为活性亚型。只须活性的PROTAC才有本领与靶卵白造成矫捷的三元复合物，激励后续的泛素化和卵白酶体降解。此外，在某些波长的光下，也不错通过切换回非活性样式来中断降解。连系东说念主员想象了一种双稳态 photoPROTAC，使用四氟偶氮苯基团来光学抑制 BET 的降解。photoPROTAC 通过光可切换四氟偶氮苯联结体将 VHL 配体和 JQ1 联结在一齐（图 4a)。有连系小组开发了一种不同的递次，通过将光笼基团(photocaging moiety)掺入弹头或 E3 配体来圮绝矫捷 POI-PROTAC-E3 联结酶复合物的造成，从而光学抑制靶卵白的降解。在指定波长的光照耀下，一朝光笼部分被开释，它就不错收复到活性构象。2019年，PROTAC初次使用了光笼策略。光笼部分与 dBET1 中的弹头侧缀合，产生 pcPROTAC1（图 4b)。在365 nm波长照耀下，4，5-二甲氧基-2-硝基苯甲基（DMNB）被开释，从而造成活性dBET1。此外，光笼的PROTAC-3将光笼基团引入CRBN配体侧以圮绝CRBN召募，在365 nm波长照耀下，未笼的pcPROTAC-3指点BTK降解（图 4C）。这些连系证明了将光笼组引入任一侧的可能性。然而，与 POI 配体缀合会比 E3 配体更好，因为它排除了指标卵白在莫得光照的情况下具有的遏抑活性的影响。

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图4 a，  photoPROTAC -1，包含 BRD 靶向 JQ1 和通过光可切换四氟偶氮苯部分联结的 VHL 配体。光照耀将非活性顺式-photoPROTAC-1 滚动为其活性反式异构体，反之亦然，b DMNB 保护的 PROTAC 在 365 nm 处照耀会开释有用的 BET 降解剂 dBET1，c在 365 nm 处照耀 NVOC 保护的 PROTAC 会开释有用的 BTK 降解剂。

5. 可点击的开通器

点击反应是PROTAC在细胞中自拼装的有用生物正交用具，并改善了PROTAC较差的浸透性。Astex Pharmaceuticals 开发了更小的基于前体的细胞内 CLIPTAC（细胞内点击造成的卵白水解靶向嵌合体，CLIPTAC）系统。该系统中的小分子前体具有较小的分子量，举例四嗪 (Tz) 记号的沙利度胺滋生物 (~ 572 Da) 和反式环辛烯 (TCO) 记号的 JQ-1 滋生物 (~ 609 Da)。Heightman连系组开发了两种 CLIPTAC 模子，它们不错通过反式环辛烯和四嗪前体分子的点击反应在细胞内合成。收尾标明，CLIPTACs大约告成指点HeLa、A375和HCT116等三种细胞系中BRD4和ERK1/2（细胞外调动卵白激酶）的降解。这一草创性的策略不仅进步了PROTAC的细胞通透性和熔解度，而且无需进行联结子优化，关于不同的指标卵白降解只需改变卵白配体部分，愈加纯真方便。

4.3 蓄意机仿真加快 PROTAC 想象

PROTACs的合期许象包括三个组成部分：弹头、E3配体和联结体。诚然弹头和E3配体的发现历程践诺上与小分子相似，但联结体的想象有些挑战性，因为POI和E3联结酶在莫得有用PROTAC的情况下无法互相作用。跟着东说念主们更好地认识联结子对 PROTAC 的理化性质和降解活性的重要性，刻下的连系会聚在从新 PROTAC 想象上。联结子的长度、组成、纯真性和联结位点齐对降解效率产生雄壮影响。此外，另一个想象挑战来自于PROTAC分子经常熔解性差、浸透性差、生物利费用低和不可预测的钩状效应，这圮绝了PROTAC的临床滚动。因此，遑急需要寻找新的递次来进步PROTAC的发现效率。为了加快合理 PROTAC 的想象程度。Zheng 等东说念主创建了一种新颖的深度生成模子（PROTAC-RL）。将一双E3配体和弹头输入到模子中，在强化学习（RL，Reinforcement Learning）的请示下，输出想象的接头以及具有特定性质的化学上可行的PROTAC。具体来说，他们滥觞预老师了一个基于transformer神经集中的开通子生成模子（Proformer）。为了克服PROTAC老师数据量低的挑战，滥觞通过好多与PROTAC大小相似的准PROTAC小分子对模子进行预老师，然后用确凿的PROTAC集和增强数据对模子进行微调。Proformer 随后被输入基于记挂的强化学习框架 PROTAC-RL，并赢得警戒奖励以赢得具有联想 PK 属性的 PROTAC。为了证明有用性，连系团队将BRD4识别为POI并生成了5000个PROTAC。依靠超等蓄意本领，他们进一步对这些臆造分子进行聚类和筛选。连系东说念主员最终聘请、合成并实验测试了六种PROTAC，其中三种阐扬出遏抑活性，一种先导化合物阐扬出针对肿瘤细胞系的高抗增殖活性和致密的药代能源学。Western blot 检测收尾自大化合物 1-3（图 2j) 低微摩尔浓度降解细胞内 BRD4。通盘这些化合物在微摩尔浓度下均阐扬出针对 Molt4 细胞系的抗增殖活性。通盘这个词连系职责仅耗时49天，标明蓄意机模子的应用不错促进高效合理的PROTAC想象和优化。

5. PROTACs在疾病中的应用

在当年的二十年中，PROTAC 在措置疾病相关卵白方面阐扬出了私有的上风。当今，一些具有代表性的PROTAC已参加调治癌症的临床进修。除了癌症之外，PROTACs在调治其他疾病方面也具有雄壮上风，举例神经退行性疾病、免疫系统疾病或病毒感染。在这里，咱们总结了这些疾病的一些 PROTAC 靶标（表 6）。

香港三级女星表6 针对不同疾病的多种 PROTAC疾病界限指标癌症激酶：BTK、FAK、MEK、IRAK4、BCR-ABL、EGFR、CDK、Aurora A转录因子：AR、ER、STAT3表不雅遗传卵白：EZH2、BRD、HDAC、KDM5C、Sirt2、EDR5、PRMT5、NSD3、NAMPT、ENL、p300/CBP神经退行性疾病GSK-3β、LRRK2、α-Synuclein、Tau、TRKA、TRKC、mHtt免疫失调HDAC3、H-PGDS、IRAK1、IRAK3、IRAK4病毒性疾病PEGS-2、NS3/4A、Mpro其他的HMGCR、VEGFR25.1 PROTAC 靶向癌症相关靶点

致癌卵白在癌症进展中不可或缺，这使得 PROTAC 非常得当调治癌症。当今大多数 PROTAC 的连系齐会聚在与癌症相关的靶点上。在已报说念的连系中，连系东说念主员首选激酶动作降解靶标。据统计，激酶占PROTAC降解靶标总和的45%，其中一半以上的PROTAC靶向RTK和CMGC激酶组(CMGCs)。BTK PROTAC 已参加临床进修，多种化合物已自大出致密的临床效益。文件中也对针对 ALK、MEK 和 CDK 等激酶的 PROTAC 进行了凡俗的连系和走访。除了基于激酶的PROTAC之外，还有无数的PROTAC专注于靶向核受体和表不雅遗传卵白。到当今为止，PROTAC 应用最告成的指标是 AR 和 ER。与激酶小分子遏抑剂比拟，AR和ER的耐药性相配复杂和辣手。由于AR突变的种种性，AR的原始遏抑剂恩杂鲁胺可能会失去遏抑功效，以至成为部分抖擞剂。因此，PROTAC非常得当调治AR相关癌症，尤其是挪动性去势挣扎性前方腺癌。

5.2 PROTAC 用于调治神经退行性疾病

最常见的神经退行性疾病包括阿尔茨海默病、亨廷顿病和帕金森病。它们时常发生在老年东说念主群中，是一类导致领路浮泛的疾病。虚假折叠卵白的蚁合是神经退行性疾病的主要原因之一，常见的虚假折叠卵白是β-淀粉样卵白、tau、α-突触核卵白和polyglutamates。

Tau 是阿尔茨海默病的重要微管相关病理卵白，由于枯竭活性口袋，它像好多非酶卵白通常难以调动。AD 和其他神经退行性疾病最显着的特征之一是 Tau 卵白的蕴蓄。AD 患者大脑中的 tau 卵白水平高于健康东说念主。高Tau水平不错促进其蚁合，并影响β淀粉样卵白（Aβ）的毒性。因此，最大司法地减少 Tau 蚁合被认为是调治 AD 的潜在递次。由此，想象合成了一种带有Keap1 E3联结酶配体的肽基PROTAC，用于降解细胞内Tau，在体外阐扬出与tau和keap1的高亲和力，并指点Tau的抑制降解。

亨廷顿病（HD）是由亨廷顿基因变异引起的，变异产生的非常突变型亨廷顿卵白（mHtt）在大脑中蕴蓄，会影响神经和神经细胞功能。因此，遏抑或撤废有毒 mHtt 蚁合被认为是一种潜在的调治形状。此前的连系主要会聚在开发对 mHtt 蚁合体具有遏抑作用的化学小分子。厄运的是，由于化学蚁合调动剂的机制尚不澄莹，因此莫得适用的临床收尾。有想象了 PROTAC，将 mHtt 蚁合体探针与泛素联结酶 cIAP1 的配体结合在一齐。实验数据标明，这两种化合物大约指点活细胞中mHtt的降解。这种后果在 HD 患者和具有更长多聚谷氨酰胺重迭序列 (145Q) 的 mHtt 患者中尤其明显。

5.3 PROTAC 用于调治免疫相关疾病IRAK4

白细胞介素 1 受体相关激酶 4 (IRAK4) 在 Toll 样受体 (TLR) 和白细胞介素 1 受体 (1L-1R) 信号通路中阐发重要作用。IRAK4 属于四个激酶眷属（IRAK4、IRAK1、IRAK2 和 IRAK-M）。IRAK4摄取来自上游TLR和1L-1R的信号并激活其下流NF-κB和JNK信号通路，这些信号通路与东说念主类炎症反应和癌症密切相关。TLR或1L-1R受体被激活后，IRAK4通过分享去世结构域(DD)与MyD88和IRAK2结合，造成myddosome复合物。myddosome 复合物阐发其磷酸化功能并激活下流 IRAK1 和相关因子 6 (TRAF6)，从而激活下流 NF-κB 和 JNK 信号通路，转录与炎症和细胞增殖相关的基因。IRAK4的过度激活或功能浮泛会相应地导致不同的问题。除了激酶活性外，IRAK4 还具有支架信号传导。因此，传统的小分子遏抑剂无法阻断IRAK4的全部功能。动作一项有前途的时刻，PROTACs不错摒除卵白质的通盘功能。2020 年，报说念了几种不错聘请性降解 IRAK4 的 PROTAC。

组卵白去乙酰化酶3

组卵白脱乙酰酶 (HDAC) 眷属是一类染色质修饰酶，可通过组卵白修饰来千里默转录。HDACs眷属由18种同工酶组成，可分为四种类型。其中，HDAC1-3和8属于I类HDAC，在细胞清醒、免疫调动和增殖中阐发重要作用。然而，HDAC3 的结构包含一个高度保守的催化结构域，这使得 HDAC3 的聘请性靶向具有挑战性。2020 年，报说念了一种新式的 HDAC3 PROTAC HD-TAC7（图2k)，由 CRBN 配体泊马度胺和聘请性 I 类 HDAC 遏抑剂邻氨基苯胺组成。HD-TAC7具有中等降解遵守，但对HDAC1和HDAC 2莫得影响。Liao等东说念主开发了基于 VHL 的 PROTAC XZ9002（图 2k) 不错特异性降解 HDAC3 并遏抑肿瘤细胞活性 。

5.4 针对病毒相关指主见 PROTAC

东说念主们认为PROTAC也不错应用于抗病毒界限，以造谣对耐药突变的明锐性。跟着老例抗病毒药物的耐药性，临床调治后果驱动渐渐恶化。最近的连系诓骗 PROTAC 开发了一种化学降解抗病毒药物，以指点病毒卵白降解。想象了一种 PROTAC，它由与丙型肝炎病毒 (HCV) 卵白酶活性位点结合的可逆共价遏抑剂特拉匹韦和 CRBN 联结酶的配体组成。化合物DGY-08-097（图 2l)，不仅遏抑而且降解 HCV NS3/4A 卵白酶，在细胞感染模子中阐扬出效率。

严重急性呼吸详尽征冠状病毒2（SARS-CoV-2）自2019年爆发以来对全寰宇东说念主民的生命和健康组成严重要挟。尽管寰宇范围内依然想象了多种针对 COVID-19 的疫苗，但该病毒的高致突变性放手了疫苗的有用性。2021 年，Desantis 等东说念主想象了一系列基于吲哚好意思辛的PROTACs泛冠状病毒抗病毒药物。吲哚好意思辛（INM）具有抗病毒活性，但其背后的机制尚不澄莹。INM 针对 SARS-CoV-2 的抗病毒活性可能来自其对东说念主前方腺素 E 合酶 2 型 (PGES-2) 的遏抑活性。先前的连系报说念INM在纳摩尔浓度下具有遏抑PGES-2的活性。PGES-2 已被证明与 SARS-CoV-2 的 NSP7 卵白存在互相作用 。NSP7 与 PGES-2 的互相作用也存在于其他冠状病毒中，这标明靶向 PGES-2 可能是基于 INM 的抗病毒 PROTAC 想象的潜在递次。德桑蒂斯等东说念主。想象了四种基于 INM 的 PROTAC，但生物学评价收尾自大，只须两种化合物的遵守比 INM 强约 4.5 倍，而况对 β-冠状病毒 HCoV-OC43 和 α-冠状病毒 HCoV-229E 具有广谱抗病毒活性。

5.5 其他 PROTAC

2020 年，Rao 等东说念主报说念了 HMG-CoA 还原酶 (HMGCR) 的第一个 PROTAC，HMGCR 是胆固醇生物合成阶梯中的限速酶。他们通过结合阿托伐他汀(Atorvastatin)和 CRBN 配体合成了一系列 PROTAC。经过优化和筛选，他们最终找到了最有用的降解剂P22A（图 2m) DC 50为 0.1 μM。该PROTAC强调了调治高胆固醇血症和心血管疾病的潜在应用。此外，PROTAC 是其他非癌卵白的一种有前途的调治递次。有报说念了第一个指点α1A-肾上腺素受体（α1A - AR）降解的PROTAC ，亦然第一个针对G卵白偶联受体（GPCR）的PROTAC。他们通过不同的联结体将α1A -AR遏抑剂哌唑嗪与泊马度胺联结起来，最终发现了有用的化合物9c（图 2m）。9c不错遏抑PC-3细胞的增殖并导致肿瘤滋长放慢，这为前方腺癌的调治提供了新的策略。Hu等东说念主冷落了吲哚胺 2，3-双加氧酶 1 (IDO1) 的第一个 PROTAC。IDO1 已被凡俗报说念为重要的免疫检查点，在多种癌症中过度抒发。Hu等东说念主发现了一个 PROTAC 2c（图 2m) 指点 IDO1 显着且执续的降解。连系标明，造血祖细胞激酶1（HPK1）的PROTAC有助于改善基于CAR-T细胞的免疫疗法。PROTAC 时刻在疾病调治界限如斯凡俗，使其成为药物发现的纷乱用具。

6. PROTAC的流毒和畴昔的挑战

PROTAC动作一项新兴时刻，引起了学术界和制药行业的高度温暖。任何新时刻的发展齐会伴跟着各式机遇和挑战，PROTAC也不例外。PROTAC潜在机遇和挑战的远景将有助于靶向卵白质降解药物的研发。尽管PROTAC相关于其他药物发现范式具有私有的上风，但它也有一些流毒，带来了不可忽视的问题和挑战：

药物脾气：PROTAC分子比传统小分子药物愈加复杂，具有更多的潜在代谢位点，这影响了PROTAC分子的代谢矫捷性。同期，传统的小分子遏抑剂普遍解任“五法例”，但大多数报说念的PROTAC的分子量经常大于700，导致浸透性差、熔解度低、口服生物利费用不睬想。因此，若是不温柔“五法例”，如何改善PROTAC分子的理化性质将是其告成成药的重要。

耐药性：滥觞，PROTACs不错通过E3联结酶复合物中枢因素基因组的改变而引起耐药性。CRBN 基因或 CUL2 基因抒发的显着造谣也会导致对 PROTAC 的耐药性 [ 10.1158/1535-7163.MCT-18-1129 ，  10.1021/acschembio.9b00525 ]。连系标明CRBN基因组的缺失是骨髓瘤细胞对IMiD产生耐药性的主要原因。其次，PROTAC的作用取决于特定的E3联结酶亚型，特定E3联结酶的抒披发手了PROTAC在不同细胞类型中的应用。尽管东说念主类基因组编码数百种 E3 泛素联结酶，但只须少数 E3 联结酶和小分子配体已用于PROTAC。因此，寻找更多种类的E3联结酶用于PROTAC药物的研发可能是措置耐药性的出息。

“钩状效应(Hook)”和“脱靶效应”：如何幸免Hook效应和脱靶效应亦然PROTAC药物研发的一大挑战。PROTACs并不一定药物浓度越高，降解后果就越好，这便是东说念主们常说的“Hook效应”。在PROTACs的连系中，发现显着高于DC50 的浓度会产生自遏抑效应以赔偿降解效率，称为“Hook效应”。此外，PROTACs分子的脱靶效应机制尚未实足了解。PROTACs不错实足降解靶卵白，从而遏抑靶卵白的通盘功能。然而，在这个历程中，正常卵白质可能会被不测伤害，脱靶效应和毒性亦然最大的挑战之一。举例，连系标明沙利度胺滋生物可引起IKZF1、IKZF3和GSTP1等转录因子的降解。进一步连系发现，沙利度胺滋生物对GSPT1等转录因子的降解是由于其“分子胶”效应。

靶点聘请：迄今为止，PROTAC时刻得当哪些靶点才能赢得比小分子遏抑剂更好的益处尚不实足澄莹，而且PROTAC的大多数靶卵白齐是“可成药”卵白的一部分。事实上，PROTAC 时刻的最大上风之一是其处理“不可成药”指主见后劲。由于PROTAC时刻只需要暂时介导三元复合物的造成，因此不错将低亲和力POI配体掺入PROTAC分子中。厄运的是，迄今为止，针对“不可成药”卵白质的 PROTAC 分子很少。因此，PROTAC的另一个挑战是需要开发更多针对“不可成药”卵白质的分子，从而体现PROTAC时刻的上风。

7. 征询与论断

动作一种新兴的药物发现范式，PROTAC 引起了学术界和工业界的高度温暖。尽管PROTAC时刻在药物研发方面具有诸多上风，但在发现和临床应用历程中仍存在诸多浮泛和挑战，如脱靶、细胞通透性、矫捷性、大分子量等。口服生物利费用和药物完好意思性亦然 PROTAC 药物开发执续濒临的挑战。值得慎重的是，与其他传统小分子遏抑剂比拟，PROTAC在临床应用中仍具有诸多上风。滥觞，PROTAC通过指点致病卵白降解阐发作用，因此不错促进多轮靶卵白的降解，协助摒除脱靶效应和药物靶点的蕴蓄。PROTAC 还不错降解一些被认为“不可成药”的卵白质，举例转录因子。其次，PROTAC具有进步聘请性和特异性、克服耐药性的优点。总之，当今PROTAC药物研发的近况是优点与流毒并存，但如何措置这些问题将是PROTAC药物研发告成的重要。

高效PROTAC分子的发现是一个耗时且具有挑战性的历程，举例接头长度和结构的优化。遑急需要总结一种想象高效PROTAC分子的通用递次。当今PROTAC的想象和优化主要会聚在POI配体和联结体的构效关系连系上。其中，联结子不仅对PROTACs的降解活性至关重要，而且极地面影响膜的通透性、代谢矫捷性和药物利费用。因此，如何有用想象并联结POI和E3配体是PROTACs分子想象的重要。到当今为止，请示联结子想象的原则，包括长度和组成，尚未被实足认识。另一方面，基于“光控联结体”想象的photo-PROTAC也比传统药物具有一些上风，这亦然本文所先容的。预测新兴的photo-PRTOAC大约成为PROTAC药物中的领军者。本文总结了PROTAC想象的一般原则，为PROTAC的连系和想象提供了系统的意志。此外，E3联结酶关于三元复合物的组成也至关重要。然而，在东说念主类基因组编码的数百种E3联结酶中，只须少数E3联结酶被用于PROTAC中，而况发现新的E3联结酶过火配体的进展远远落伍于PROTAC的连系。迄今为止，大多数PROTACs通过招募E3联结酶CRBN、VHL、MDM2和IAP来指点靶卵白降解，仅通过这些E3联结酶对PROTACs的连系还远远不够。因此，有必要探索更多新式E3联结酶来加快PROTAC的发展。但不错预见，畴昔E3配体的数目可能会大幅加多，这将为PROTAC的想象提供更多聘请。

PROTAC时刻依然发展了近20年，部分分子已参加临床进修，这揭示了PROTAC在肿瘤、免疫疾病、神经退行性疾病、心血管疾病和病毒感染方面的雄壮调治后劲。寰宇各地也有连系使用该时刻来调治 COVID-19。当今，已有PROTAC药物已参加III期临床进修。尽管已有十余种药物正在进行临床进修，但临床连统共据仍不及，还需要更多的临床连系来证明PROTAC时刻的远景。跟着连系的长远，这些浮泛将在不久的将来基本得到措置。一朝更多的药物参加临床应用，将开启药物研发的新期间。

尽管仍有好多浮泛和挑战需要克服，但PROTACs以其私有的上风具有雄壮的调治后劲。信托畴昔，跟着时刻的发展和连系的长远，PROTACs的想象和合成将迟缓优化，最终将为多种疾病的调治开辟一条康庄通衢，有望为多种疾病的调治提供渊博的远景。在不久的将来会产生临床调治后果。总之，PROTAC时刻不仅为药物化学界限的连系提供了有劲的用具，也为未莅临床药物的发展带来了雄壮的但愿。

参考文件:

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9763089/

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