Nature|GSK+哈佛，解锁 CRBN 蛋白全新变构位点

在靶向蛋白降解疗法领域，CRBN（Cereblon）始终是核心研究靶点——沙利度胺衍生物等热门抗癌药物，正是通过结合 CRBN 的传统位点（TBD，沙利度胺结合域），招募癌细胞内异常蛋白（新底物）降解，从而治疗多发性骨髓瘤、骨髓增生异常综合征等血液肿瘤。但长期以来，科研界对CRBN是否存在其他调控位点的探索几乎空白。

近日， 葛兰素史克（GSK）与哈佛大学团队 联合在 《 Nature》发表重磅研究，首次发现 CRBN蛋白上一个进化保守的“隐秘变构位点”，并找到能精准结合该位点的小分子化合物SB-405483。这一发现不仅填补了 CRBN 调控机制的研究空白，更为抗癌药物的 “精准升级” 提供了全新方向，有望大幅提升现有疗法的疗效与安全性。

一、意外发现：22 Å外的 “隐藏开关”，打破传统研究局限

为寻找新的CRBN靶向分子，研究团队开展了规模庞大的高通量筛选：先通过1万种化合物的验证集初筛，再对约220万种化合物进行全库筛选。筛选过程中，一个反常现象引起了团队注意——多数化合物会竞争结合CRBN 的TBD位点，导致荧光信号下降，而 SB-405483 却让荧光信号显著增强 。

进一步实验证实，SB-405483 并非结合已知的 TBD 位点，而是绑定在CRBN的螺旋束结构域（HBD）与 TBD 之间的 “隐秘变构位点”，两者距离约 22 Å 。X 射线晶体结构（2.39Å 高分辨率）显示，这个变构位点几乎完全封闭，需通过 HBD 区域 W264 氨基酸的移动才能 “打开”，且位点内关键氨基酸（如 D265、R283）在人、小鼠、斑马鱼等 500 个物种中高度保守——这意味着该位点的功能具有进化必要性，绝非偶然存在。

二、变构调控 “神操作”：让抗癌药物 “精准增效、减毒”

SB-405483 的真正价值，在于它能通过变构作用 “调控” CRBN 与传统抗癌药物的协作效果，实现三大关键突破：

1. 10 倍增效：大幅提升药物与 CRBN 的结合力

通过 TR-FRET（时间分辨荧光共振能量转移）实验量化发现，SB-405483 与传统药物（如来那度胺）存在高度协同作用：变构常数 γ 达 10±0.2（γ>1 代表显著协同）。具体来看，来那度胺与 CRBN 的结合解离常数（K_probe）从 1.3μM 降至 0.13μM，SB-405483 自身的结合解离常数（K_SB-405483）从 25μM 降至 2.5μM—— 相当于两者结合力均提升 10 倍。

对 100 多种 CRBN 靶向药物的测试进一步证实，除个别特殊药物（如 mezigdomide）外，SB-405483 能让绝大多数药物的 IC ₅₀ （半数抑制浓度）大幅降低，例如来那度胺的 IC ₅₀ 从 39.3nM 降至 0.9nM，效果提升 43.7 倍。

2. 选择性调控：只杀 “坏蛋白”，不伤 “好蛋白”

更令人惊喜的是，SB-405483 能 “区分” CRBN 的不同底物，实现精准调控：

• 强效促进致癌蛋白降解 ：对 CK1α（与骨髓增生异常综合征相关）、Wee1（DNA 损伤修复激酶，癌症治疗关键靶点）等致癌蛋白，SB-405483 能将其降解效率提升数倍。例如在 MOLM-13 白血病细胞中，联用 SB-405483 后，DEG-47（来那度胺类似物）降解 CK1α 的 DC ₅₀ （半数降解浓度）从 10nM 降至 0.75nM，抗癌活性显著增强。

• 抑制有害底物降解 ：对 IKZF1/3、IKZF2 等可能引发副作用的蛋白（如 IKZF 家族异常降解可能导致免疫抑制），SB-405483 能完全阻断其降解，减少治疗副作用。

  
  

3. 稳定构象：推动 CRBN 进入 “工作状态”

CRBN 存在 “开放态（CRBN ⁿ ᵉ ⁿ ）” 与 “闭合态（CRBN ᶜˡᵒˢᵉᵈ ）” 两种构象，只有闭合态才能高效招募底物降解。传统药物难以完全推动 CRBN 从开放态转向闭合态，而 SB-405483 通过变构作用，不仅能让 CRBN 闭合态比例翻倍（如来那度胺单独处理时闭合态占 20%，联用后达 41%），还能诱导出全新的 “中间态（CRBN ⁱⁿ ᵗ ）”——这种过渡态是 CRBN 构象转换的关键 “桥梁”，进一步提升底物招募效率。

三、机制揭秘：冷冻电镜捕捉 “动态调控全过程”

为弄清 SB-405483 的作用机制，团队利用冷冻电镜（cryo-EM）解析了 CRBN 在不同状态下的高分辨率结构，首次观察到变构调控的动态过程：

• 结合时机： SB-405483 仅在 CRBN 从开放态向闭合态转换时结合中间态，直接 “锁定” 转换路径，推动平衡向闭合态倾斜；

• l igand 重定位： SB-405483 结合后，会轻微改变传统药物在 TBD 位点的结合位置 —— 这恰好解释了为何它能促进部分底物降解、抑制另一部分底物降解：位置改变让 CRBN 更易结合 CK1α、Wee1 的 G-loop 结构，却难以结合 IKZF 家族的锌指结构；

• 位点稳定性 ：即使招募底物后，SB-405483 在变构位点的结合依然稳定，不会被底物干扰，确保调控效果持续。

四、临床潜力：从实验室到患者的 “三重价值”

这项由 GSK 与哈佛大学联合完成的研究，不仅是基础科研的重大突破，更为临床治疗带来实际价值：

• 优化现有疗法 ：SB-405483 可作为 “增效剂”，与现有 CRBN 靶向药物联用，提升疗效、减少副作用。例如对因药物敏感性下降而耐药的患者，联用 SB-405483 可能重新恢复敏感性；

• 加速新靶点发现 ：通过 SB-405483 增强 CRBN 的底物选择性，研究团队已成功鉴定出 Wee1 等新的 CRBN 底物，为开发新型降解剂提供方向；

• 开辟新药物赛道 ：基于该变构位点，可设计专门的变构调节剂，甚至开发 “双靶点药物”（同时结合 TBD 与变构位点），进一步提升治疗精准度。

结语： 变构剂可能引领新的蛋白降解风潮

从 上两周JACS关于变构PROTAC的综述到如今这篇Nature，变构调控吸引了越来越多人的目光。 正如研究通讯作者、哈佛大学 Christina M. Woo 教授所言：“这个变构位点的发现，不仅重新定义了 CRBN 的调控机制，更为靶向蛋白降解疗法提供了‘精准调控’的新工具。” 未来，随着变构调节剂的进一步优化与临床前研究推进，或许我们能看到更多 “老 靶点 新 用途 ” 的案例。

参考文献：Identification of an allosteric site on the E3 ligase adapter cereblon

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