北京
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在生物医药领域，靶向蛋白质降解（TPD）技术正掀起一场新药研发的革命。其中，分子胶因其能够重塑蛋白表面、促进E3泛素连接酶与原本“不可成药”的致病靶蛋白发生相互作用，而备受学术界的瞩目。
然而，人类基因组编码了超过600种E3泛素连接酶，目前被成功利用于靶向降解的仅有CRBN等极少数成员。如何筛选新型靶向分子，是制约分子胶领域发展的核心难题。
今日，《自然》杂志发表了来自丹娜·法伯癌症研究所科研团队的论文，研究者开发了一个高通量、无偏的多重质谱筛选平台，可同时筛选多个E3连接酶与化合物，系统性发现新的分子胶降解剂。
利用该平台，研究者筛选到一种新型分子胶M12，M12在细胞内被谷胱甘肽化后具有分子胶功能，可将DEAD-box RNA解旋酶DDX18招募到E3连接酶DCAF11，诱导其泛素化与降解。
为了实现对多元E3连接酶分子胶的无偏系统性筛选，研究团队开发了一种高通量多重免疫沉淀质谱（IP-MS）筛选平台。他们将多种重组表达的E3泛素连接酶固定在磁珠上，置于保留了内源酶促和代谢活性的细胞裂解液中，并加入混合的小分子化合物库进行孵育。
在对包括CRBN、DCAF1、DCAF5、DCAF11、KEAP1、VHL和SPOP在内的7种E3连接酶与5000个化学多样性化合物进行联合筛选时，质谱结果显示，DEAD-box RNA解旋酶DDX18在特定化合物池存在下，强烈富集于DCAF11的免疫沉淀产物。通过逐级缩小化合物池范围，研究团队成功锁定了活性单体化合物——M12。
定量蛋白组学和印迹实验证实，M12能以剂量依赖性的方式特异性下调细胞内的DDX18蛋白水平，且不影响其mRNA水平。全基因组和泛素系统靶向CRISPR-Cas9筛选结果一致表明，DCAF11是介导降解所需的唯一E3连接酶受体。
有趣的是，研究团队发现，若仅将重组纯化的DCAF11、DDX18与M12在常规缓冲液中混合，三者根本无法形成复合物。然而，一旦引入细胞裂解液，M12便能强力诱导DCAF11-DDX18复合物的组装。这表明，裂解液中的某种酶促成分对M12进行了活化。
通过质谱分析复合物中的化学组分，研究团队检测到一个质量数增加了271 Da的全新代谢产物，其质荷比（m/z）为585.1。这完美对应了M12脱去一个氯原子并接上一个谷胱甘肽（GSH）基团的特征，即GSH-M12。
进一步实验证实，在谷胱甘肽S-转移酶（GST）和还原型谷胱甘肽作用下，M12发生了谷胱甘肽化产生GSH-M12，GSH-M12能够高亲和力结合DCAF11的GSH结合口袋，从而重塑其表面以招募DDX18。
冷冻电镜下可以观察到，GSH部分深嵌于DCAF11的WD40 β-螺旋桨结构域中央孔道内，该口袋在进化上高度保守，暴露在外的M12二甲基苯基团直接与DDX18的C端结构域结合，形成高电荷互补的相互作用界面。
该研究发现的M12是首个代谢激活的分子胶，具备相当高的转化医学价值。研究团队将M12作为DCAF11的募集配体，通过Linker偶联不同基团，制造出了一系列新型DCAF11依赖性PROTAC降解剂。
而多种癌细胞为应对增殖活跃带来的高度氧化应激，胞内GSH和GST水平均显著高于正常细胞，这种代谢特征也可以被M12类分子胶利用，实现精准活化和高效靶向，从而大幅提升抗肿瘤药物的安全性和选择性。
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参考资料：
[1]Yoon, H., Wachter, F., Barrett, K.A. et al. DCAF11-dependent molecular glue degrader activated by glutathionylation. Nature (2026). https://doi.org/10.1038/s41586-026-10873-1
本文作者丨代丝雨
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