Cell重磅:復(fù)旦團(tuán)隊(duì)首創(chuàng) ERADECs,跨膜蛋白降解終于有解了

靶向蛋白降解(TPD)技術(shù)如蛋白降解靶向嵌合體(PROTACs)通過劫持胞內(nèi)降解機(jī)器實(shí)現(xiàn)靶蛋白的選擇性降解,為藥物研發(fā)開辟了極具前景的新方向。但這些方法在降解絕大多數(shù)跨膜蛋白時(shí)面臨挑戰(zhàn),因?yàn)樵S多跨膜蛋白因空間拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、胞外結(jié)構(gòu)域定位或膜區(qū)埋藏,難以被現(xiàn)有降解機(jī)制有效招募




2026年三月,復(fù)旦大學(xué)魯伯塤團(tuán)隊(duì)在?Cell?上發(fā)表了題為 "Hijacking ERAD for targeted degradation of transmembrane proteins"的研究型論文,首次創(chuàng)建了基于 ERAD 的小分子蛋白降解技術(shù)?ERADECs,為現(xiàn)有 TPD (PROTAC、LYTAC)難以高效降解跨膜蛋白提供了新的解決路徑,是靶向蛋白降解領(lǐng)域的里程碑突破。




現(xiàn)有策略在跨膜蛋白降解中面臨的三類挑戰(zhàn)


胞質(zhì) E3 接觸不到 ER 合成的跨膜蛋白

溶酶體途徑易被內(nèi)體循環(huán)回收,效率低

抗體或蛋白類降解策略在組織滲透、給藥方式和制造復(fù)雜度方面存在挑戰(zhàn)



研究結(jié)果

地奈德(desonide)是內(nèi)質(zhì)網(wǎng) E3 泛素連接酶 SYVN1 的直接結(jié)合小分子

研究人員首先鑒定出地奈德是內(nèi)質(zhì)網(wǎng) E3 泛素連接酶 SYVN1 的直接結(jié)合小分子,并通過?SPR、MST、ITC 等多種方法證實(shí)二者存在微摩爾級(jí)親和力。


進(jìn)一步篩選發(fā)現(xiàn),地奈德及其結(jié)構(gòu)類似物布地奈德、去異丁基環(huán)索奈德可結(jié)合 SYVN1,而潑尼松龍則不能,確定了地奈德可作為劫持 ERAD 通路的 “化學(xué)彈頭”,同時(shí)證實(shí)地奈德誘導(dǎo)突變亨廷頓蛋白(mHTT)降解的過程完全依賴 SYVN1。


證明地奈德直接結(jié)合 SYVN1


ERADECs 通過 SYVN1-ERAD 通路高效降解跨膜蛋白 PD-L1

研究人員基于地奈德設(shè)計(jì)并合成了靶向 PD-L1 的 ERADECs 降解分子,這類嵌合體在低納摩爾濃度下即可高效降解 PD-L1,降解率超過 90%,且具有亞納摩爾級(jí)別的 DC50,達(dá)到傳統(tǒng)?PROTAC?難以實(shí)現(xiàn)的跨膜蛋白降解效率。

機(jī)制研究證實(shí),ERADECs 通過SYVN1 依賴的 ERAD 通路將 PD-L1 多泛素化后經(jīng)蛋白酶體降解,整個(gè)過程不依賴溶酶體,也不受內(nèi)體回收影響,具有明確的通路特異性。

證明ERADECs 強(qiáng)效降解 PD-L1


科研助力

Cort108297:作為 GR 拮抗劑,用來 “排除 GR”,證明 ERADECs 的降解作用完全不依賴激素通路,只依賴 SYVN1–ERAD 通路。



解析 ERADECs 結(jié)合位點(diǎn)并證實(shí)其高度特異性與安全性

研究進(jìn)一步解析了 ERADECs 與 SYVN1 的結(jié)合模式,確定其結(jié)合位點(diǎn)位于 SYVN1 的跨膜結(jié)構(gòu)域 TM3–8 區(qū)域,其中酪氨酸 Y227 是關(guān)鍵作用位點(diǎn)。同時(shí)證實(shí) ERADECs 可介導(dǎo) SYVN1、降解分子與 PD-L1 形成穩(wěn)定三元復(fù)合物,且具有強(qiáng)協(xié)同效應(yīng),蛋白質(zhì)組學(xué)結(jié)果表明其降解具有高度特異性,僅顯著降低 PD-L1 水平,不影響細(xì)胞正常 ERAD 功能與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激狀態(tài),且作用不依賴糖皮質(zhì)激素受體 GR。

定位結(jié)合位點(diǎn)在 SYVN1 的跨膜區(qū) TM3–8


體內(nèi)強(qiáng)效抑瘤且可拓展至 EGFR,成為通用跨膜蛋白降解平臺(tái)

在體內(nèi)腫瘤模型中,PD-L1 靶向 ERADECs 表現(xiàn)出顯著的抗腫瘤效果,抑瘤能力優(yōu)于臨床使用的 PD-L1 抗體阿替利珠單抗,可顯著降低腫瘤組織 PD-L1 水平并增加 T 細(xì)胞浸潤(rùn)。此外,該策略可成功拓展至跨膜靶點(diǎn) EGFR,證明?ERADEC 技術(shù)是通用、高效、可擴(kuò)展的跨膜蛋白降解平臺(tái),為跨膜蛋白靶向藥物開發(fā)提供了全新方向。


總結(jié)

復(fù)旦大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院與海軍軍醫(yī)大學(xué)(第二軍醫(yī)大學(xué))藥學(xué)院團(tuán)隊(duì)首創(chuàng)?ERADECs?技術(shù),通過劫持細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相關(guān)降解通路(ERAD),用小分子實(shí)現(xiàn)跨膜蛋白高效、特異性降解,對(duì) PD-L1 降解效果遠(yuǎn)超臨床抗體,并可拓展到 EGFR 等靶點(diǎn),解決了蛋白降解領(lǐng)域長(zhǎng)期難以攻克的跨膜蛋白降解難題。


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