Page 78 - 《中国药房》2023年8期
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示，PROTAC 技术最初的改进主要集中在 E3 连接酶配                       plex 2，APC2）蛋白质的结构域-连接物-来自志贺氏菌的
          体和靶点配体的选择，之后陆续出现新型 PROTAC 开                         E3连接酶IPAN9.8的保守E3连接酶结构域”，该专利申
          发、linker 设计、配套方法等新的改进方向，表明专利申                       请克服了长久以来困扰该领域研究者筛选不到合适的
          请主体在PROTAC技术发展初期便已开始多赛道布局，                          能与 UBE2C 靶蛋白结合的配体的难题，为后续靶向
          抢占不同赛道的技术优势，这助推了PROTAC技术的蓬                          UBE2C 及针对其他潜在癌症靶标的 bio-PROTAC 的开
                                                                                 [9]
          勃发展。                                                发奠定了良好的基础 。专利申请 CN202111185889.1
                                                              涉 及 一 种 氨 基 酸 序 列 为“YLCSSNNNRERDKFRRT-
              配套方法                                            GGSGG-TSFEQFWAWLWP”的多肽 PROTAC，该 PROTAC
          新型 PROTAC 开发                           配套方法         药物在功能上依赖于雄激素受体（androgen receptor，
                                                 新型PROTAC开发   AR）-DNA 结合结构域和 E3 连接酶 MDM2，可以解决
              linker设计
                                                              AR-V7 等 AR 剪接体导致的前列腺癌患者耐药问题，填
              靶点配体
                                                 小分子配体        补了靶向 AR 的 DNA 结合结构域的药物在全球范围内
            E3连接酶配体
                                                                        [10]
                                                              的技术空白 。此外，还有专利申请涉及了E2连接酶募
                                                 E3连接酶配体
                      2015  2016  2017  2018  2019  2020  2021  集序列，例如专利申请 CN201910104813.8 涉及一种结
                                年份
             注：○中数字代表当年该改进方向的专利申请数量；面积图代表                     构为“tau 蛋白特异性结合序列-GSGS-E2 连接酶募集序
          申请量的变化                                              列”的 PROTAC，该序列能够募集 E2 连接酶，进而对特
                     图5 PROTAC技术发展阶段                          异性结合的tau蛋白进行泛素化，最终实现对tau蛋白的

          3.1 连接酶配体的改进                                        特异性降解，为传统小分子无法靶向“不可成药靶点”的
                                                                                      [11]
              图 6 统计了国内公开专利中 PROTAC 连接酶的选                     问题提供了另一种解决思路 。
          择情况，其中“任意”代表该专利申请并未指定特定的E3
          连接酶或同时指定了多种可选的 E3 连接酶。由图 6 可                                    任意
          知，专利主要集中于 CRBN 和 VHL 配体。众所周知，                            E3连接酶募集序列
                                                                   E2连接酶募集序列
          PROTAC设计中的关键问题之一是需要募集某种E3连                                 三基序蛋白25
          接酶来降解靶蛋白，不同的 E3 连接酶在各类组织中表                                    DCAF15
                                                                         RPN13
          达具有特异性，因此针对不同的 E3 连接酶筛选更高效                                    环指蛋白
          的配体是减少PROTAC技术专利侵权风险的途径之一。                                     MDM2
                                                                          VHL
          例如，专利申请 CN202011486509.3 涉及一种新型小分
                                                                         CRBN
          子 E3 连接酶配体，该化合物是一类新型的羟脯氨酸衍                           HIF-1α羟基化五肽化合物
          生物，可以作为有效的VHL配体来合成相应的PROTAC                                           2015  2016  2017  2018  2019  2020  2021
              [6]
          分子 。也有专利申请通过对 E3 连接酶配体进行修饰                                                       年份
                                                                 DCAF15：DDB1和CUL4相关因子15（DDB1 and CUL4 associated
          来改善PROTAC分子的口服生物利用度，例如专利申请
                                                              factor  15）；RPN13：调 节 颗 粒 非 ATP 酶 13（regulatory  particle  non-
          CN202010848008.9 提出通过在 CRBN 配体的活性位点                 ATPase 13）；HIF-1α：缺氧诱导因子-1α（hypoxia-inducible factor-1α）；
          添加亲脂基团来制备前药，从而为PROTAC分子的口服                          ○中数字代表当年连接酶配体改进方向的申请数量
                                                               图6 国内公开专利中PROTAC连接酶的研发趋势
          吸收提供方便。除了较为常见的小分子化合物配体之
          外，专利申请中也出现了不少以 E3 连接酶募集序列作                          3.2 靶点的选择及配体的改进
          为配体单元的 PROTAC 。例如，专利申请 CN2020116-                       图7统计了国内公开专利中PROTAC靶点的选择。
                              [7]
          16016.7涉及一种结构为“靶向目标蛋白的配体-连接体-                       除了对AR、BET、ER等已知靶点的跟进和配体的筛选以
          招募E3连接酶的配体”的靶向水解蛋白的多肽或蛋白，                           外，多靶点 PROTAC 也是研究的重要方向。例如，专利
          其中“招募E3连接酶的配体”是一段序列为“ALAPYIP”                       申请 CN202010415211.7 涉及一种靶向 AR 和 BET 的芳
          的氨基酸，该技术方案以重组质粒为载体，通过基因工                            香胺类 PROTAC，该 PROTAC 能够同时靶向降解 AR 和
          程手段实现了长效下调目标蛋白表达的目的 。专利申                            含溴结构域蛋白 4（bromodomain-containing protein 4，
                                                [8]
          请 CN202111386453.9 涉及一种靶向泛素结合酶 E2C                  BRD4），下调 AR 和 BRD4 蛋白表达，其不仅能够抑制
         （ubiquitin-conjugating enzyme E2C，UBE2C）的 bio-PROTAC  AR 多表达的前列腺癌细胞系 LNCaP 的增殖，而且对上
          人工蛋白，其结构为“来源于与UBE2C有直接相互作用                          市的前列腺癌治疗药物恩杂鲁胺耐药的前列腺癌细胞
          的天然后期促进复合体亚基2（anaphase-promoting com‐               系 22RV1 也显示了良好的抑制作用；此外，该化合物还


          · 964 ·    China Pharmacy  2023 Vol. 34  No. 8                               中国药房  2023年第34卷第8期
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