介绍一篇发表在JACS上的文章“Sulfatase-Induced In Situ Formulation of Antineoplastic Supra-PROTACs”，通讯作者是来自南开大学的余志林教授、史洋副研究员，以及来自湖南师范大学的张鹏老师，他们的研究方向分别为多肽可控组装策略的开发、多肽水凝胶以及抗癌/抗菌毒素多肽的研究。
PROTAC是一种双功能分子，同时具有结合靶蛋白和E3泛素连接酶的配体，通过形成E3泛素连接酶-PROTAC-靶蛋白三元复合物，给靶蛋白打上泛素化标签，促进其降解。与小分子药物相比，PROTAC具有给药剂量低、克服耐药性、靶向“无药可及”的蛋白等优势，但这一技术仍存在膜通透性低、靶向输送效率低等问题。因此，开发新的PROTAC技术至关重要。本文中，作者报道了一种在活细胞中通过硫酸酯酶诱导多肽自组装，实现原位形成超分子PROTAC的策略。组装的核心是两端亲水、链内疏水的bola型六肽EIYIYE，未进行衍生化的情况下EIYIYE会自组装成纳米纤维的结构，而将链内的两个Tyrosine衍生为硫酸盐(Ys)后，链内亲水性增强，自组装形式转变为纳米颗粒。在六肽的N端分别连接Bcl-xL及E3连接酶的配体，与硫酸化六肽共组装，可形成纳米颗粒状的超分子PROTAC前体，该前体相较于纳米纤维状PROTAC具有更好的膜通透性，但配体的展示效果较差。许多肿瘤细胞高表达溶酶体硫酸酯酶，故该PROTAC前体进入这些细胞后，Tyrosine的硫酸基团水解，六肽重新自组装为纳米纤维结构，Bcl-xL及E3连接酶的配体较好地展示在纤维表面，实现超分子PROTAC的原位形成。之后，PROTAC上的配体分别招募Bcl-xL及E3连接酶，将Bcl-xL泛素化，促进降解，进而导致Caspase-9的激活。Caspase-9通过水解激活Caspase-3，启动细胞凋亡。首先，作者对超分子中Bcl-xL及E3连接酶的配体比例进行了优化，并测试了纳米纤维状的PROTAC与两种配体结合的Kd值分别为3.52 μM、4.53 μM。之后，作者测试了该PROTAC对癌细胞的杀伤能力。与对照组相比，给药组发生凋亡的比例显著增加，WB实验证实Bcl-xL发生了降解，效应Caspase-3的表达量上升，证实了PROTAC诱导凋亡的机制依赖于Caspase。在小鼠乳腺癌模型中，PROTAC表现出良好的生物相容性以及靶向肿瘤组织的能力，能显著抑制肿瘤的生长，值得一提的是，PROTAC与紫杉醇联合治疗能够增强抗肿瘤的能力。总之，作者发展了一种在活细胞中通过硫酸酯酶诱导多肽自组装策略，实现具有抗肿瘤功能的超分子PROTAC的原位形成。原文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c00826文章引用：doi.org/10.1021/jacs.4c00826
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