PROTAC（PROteolysis TArgeting Chimera）

PROTAC技術是近年來新興的前沿化學生物技術。其原理是通過一個異雙功能小分子同時拉近目標蛋白和E3泛素連接酶之間的距離，進而誘導目標蛋白的多聚泛素化以及通過泛素-蛋白酶體途徑的降解。目前為止，該技術已經成功實現了上百種靶蛋白的降解。

靶點鑒定（Target identification）

天然產物作為藥物發(fā)現的重要來源，擁有多樣的化學結構及廣泛的生物學活性。通過表型篩選，科學家們能夠深入地了解受天然產物影響的細胞表型、信號通路和疾病表型，但天然產物精準的靶點鑒定仍然是該領域面臨的主要挑戰(zhàn)。由于天然產物通常具有多靶點特性，并且與靶蛋白的結合力中等或偏弱，現有的靶點鑒定策略在鑒定天然產物的特定靶點時面臨著一定的挑戰(zhàn)。

目前最為主流的靶點鑒定策略是基于活性的蛋白質分析（Activity-Based Protein Profiling，ABPP）。該策略的原理是先通過小分子與靶蛋白之間形成共價鍵，隨后通過linker引入報告基團如熒光基團或biotin，再通過凝膠熒光成像或biotin富集后的定量蛋白質組學來進行靶點鑒定。對于非共價小分子，ABPP需要外源引入光交聯基團來實現共價交聯。盡管該技術目前已被廣泛應用于小分子藥物的靶點鑒定，但它仍存在一些局限性。其高度依賴于小分子與靶蛋白之間的結合力，因此需要形成穩(wěn)定的共價相互作用，而光交聯基團的引入條件較為苛刻，且會產生大量的非特異性結合并對組學結果的分析造成一定的干擾。目前尚缺少一種基于非共價結合的靶點鑒定策略，而PROTAC技術的出現有望填補該空白。PROTAC的本質是小分子誘導的蛋白質互作，其不完全依賴于小分子與靶蛋白之間的結合力，理論上，弱結合靶蛋白通過PROTAC技術也能夠實現高效的降解。

2024年4月25日，清華大學藥學院饒燏團隊在Advanced Science上發(fā)表了題為“Degradation-Based Protein Profiling: A Case Study of Celastrol”的研究性論文。在這項研究中，作者結合了PROTAC技術與蛋白質組學技術，系統(tǒng)性地提出了全新的靶點鑒定策略——基于降解的蛋白質分析（Degradation-Based Protein Profiling，DBPP），并將其應用于中藥活性成分雷公藤紅素的靶點鑒定（圖1）。通過使用一整套PROTAC工具箱，作者成功鑒定了雷公藤紅素的三個已知靶點PI3Kα、IKKβ、CIP2A以及三個潛在新靶點CHK1、OGA、ERCC6L，證明了該策略的強大能力。DBPP策略是PROTAC技術在靶點鑒定領域的新應用，為解決領域內關鍵問題提供了新方法。

首先，研究者們基于雷公藤紅素的構效關系研究構建了相應的PROAC化合物庫（圖2）。綜合考慮細胞表型、linker的長度及類型等多個因素，他們挑選出由四個PROTAC分子組成的靶點鑒定工具箱。