引言

在靶向蛋白质降解（TPD）领域，利用降解分子（如分子胶或蛋白质降解靶向嵌合体（PROTACs））将底物招募到E3泛素连接酶的机制已成为一种突破性的策略。这些分子能够将被认为是“不可成药”的靶标通过引导其泛素化及随后的蛋白酶体降解，实现有效降解。相较于传统的抑制策略，TPD不仅展现出更高的选择性和效力，还克服了许多传统策略的局限性，推动了该领域在过去十年内的快速发展。然而，尽管取得了显著进展，TPD和分子降解剂仍面临一些挑战。其中，可用于TPD的E3连接酶种类有限是最常被讨论的问题之一。在人类基因组中编码的600多种E3连接酶中，目前仅有少数几种，如CRBN和VHL，被广泛应用于TPD研究和药物开发。

7月4日，西北大学张潇雨团队在Nature Chemical Biology杂志上发表的题为：A CRISPR activation screen identifies FBXO22 supporting targeted protein degradation的研究为解决这一问题提供了新的思路。研究中，他们开发了一种CRISPR激活筛选方法，通过激活表达目标E3连接酶，成功绕过了内源性表达水平低的限制。研究人员工程化HEK293T细胞，将FKBP12-EGFP融合蛋白引入作为模型底物，采用第二代CRISPR-Cas9转录激活系统，并设计了针对680种人类E3连接酶的定制sgRNA库。在一个以FKBP12为靶向的PROTAC（22-SLF）的作用下，他们成功筛选出了FBXO22作为支持降解的新型E3连接酶。通过过表达FBXO22的验证，确认了22-SLF介导的FKBP12降解过程，并进一步揭示了其依赖于FKBP12、22-SLF和FBXO22之间的三元复合物形成。22-SLF含有一个电亲性氯乙酰胺基团，进一步的突变研究表明，FBXO22上的C227和C228对于22-SLF的结合和降解FKBP12至关重要。

此外，研究团队还探讨了22-SLF的电亲性部分是否可以作为FBXO22招募配体，引导除FKBP12外其他蛋白质的降解。结果显示，通过将电亲性部分与JQ1（BRD4结合剂）或TAE（ALK抑制剂）连接，可以实现对BRD4或EML4-ALK融合蛋白的有效降解。通过基因敲除实验证实，这些PROTAC的降解活性依赖于FBXO22，表明22-SLF的电亲性部分可能普遍适用于将FBXO22引导至新的底物并将其降解。综上所述，FBXO22作为一种E3泛素连接酶，展现了在PROTAC开发中的重要潜力。此外，本研究突显了CRISPR激活筛选在TPD研究中的实用性。考虑到FBXO22在肿瘤中相对于正常组织的高表达，这为降解癌症靶标提供了一条有前景的途径，可能有助于降低对正常细胞的毒性。

参考文献

https://www.nature.com/articles/s41589-024-01655-9

责编|探索君

排版|探索君

文章来源|“BioArt”

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