2026年8月5日，丹娜法伯癌癥研究所Benjamin L. Ebert、Eric S. Fischer通訊在Nature發(fā)表論文DCAF11-dependent molecular glue degrader activated by glutathionylation。

該研究建立了一種基于多重免疫沉淀聯(lián)合質(zhì)譜分析的高通量篩選平臺(tái)，作者將多種重組表達(dá)的E3泛素連接酶固定于磁珠上，與化合物文庫及細(xì)胞裂解液共同孵育，通過檢測(cè)化合物誘導(dǎo)的蛋白質(zhì)相互作用來發(fā)現(xiàn)新型分子膠。利用這一平臺(tái)，作者在篩選7種E3連接酶與5000種化合物的組合時(shí)，發(fā)現(xiàn)化合物M12能夠特異性地促進(jìn)DCAF11與DEAD-box RNA解旋酶DDX18的結(jié)合。DDX18是RNA代謝、核糖體生物合成及基因組穩(wěn)定性的關(guān)鍵調(diào)控因子。進(jìn)一步的機(jī)制研究表明，M12并非直接發(fā)揮分子膠功能，而是作為一種前藥，需經(jīng)過谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶介導(dǎo)的谷胱甘肽化修飾才能激活其生物活性。

該研究通過冷凍電鏡解析了DCAF11-DDX18二元復(fù)合物的三維結(jié)構(gòu)，分辨率高達(dá)2.3埃。結(jié)構(gòu)分析揭示，谷胱甘肽化修飾后的M12即GSH-M12，其谷胱甘肽部分結(jié)合于DCAF11 WD40 β-螺旋槳結(jié)構(gòu)域中一個(gè)進(jìn)化上高度保守的谷胱甘肽結(jié)合口袋，而暴露的M12部分則介導(dǎo)與DDX18的相互作用。該谷胱甘肽結(jié)合位點(diǎn)由D309、N311、D328、K375、Y407、T439及R487等殘基構(gòu)成，形成高度特異性的氫鍵網(wǎng)絡(luò)。DDX18通過其C末端結(jié)構(gòu)域與DCAF11發(fā)生廣泛極性相互作用，界面面積達(dá)870平方埃。這一發(fā)現(xiàn)表明DCAF11可能具有識(shí)別內(nèi)源性谷胱甘肽化底物的生理功能，而M12則劫持了這一天然機(jī)制以實(shí)現(xiàn)外源性底物的靶向降解。

在細(xì)胞水平，M12處理導(dǎo)致DDX18蛋白水平呈劑量依賴性下降，而該過程可被蛋白酶體抑制劑MG132、E1激活酶抑制劑MLN7243或NEDD8活化酶抑制劑MLN4924阻斷，證實(shí)其通過CRL4DCAF11復(fù)合物介導(dǎo)的泛素化-蛋白酶體途徑降解底物。CRISPR-Cas9全基因組篩選及泛素-蛋白酶體系統(tǒng)靶向篩選均顯示DCAF11是顯著影響M12誘導(dǎo)DDX18降解的E3連接酶受體，且CRL4DCAF11復(fù)合物所有組分均為必需。DCAF11基因敲除消除了M12對(duì)DDX18的降解效應(yīng)，進(jìn)一步驗(yàn)證了該機(jī)制的特異性。

該研究的另一重要發(fā)現(xiàn)是M12作為模塊化彈頭在PROTAC設(shè)計(jì)中的廣泛應(yīng)用潛力。作者將M12與多種靶蛋白配體偶聯(lián)，成功構(gòu)建了靶向BRD4的HY-07、靶向SMARCA2的HY-08、靶向BRD9的HY-09以及靶向多種激酶的HY-10等PROTAC分子。這些嵌合分子均能在DCAF11依賴的方式下有效誘導(dǎo)相應(yīng)靶蛋白的降解，其中HY-10可同時(shí)降解LIMK2、WEE1及CDK7-周期蛋白H/MNAT1復(fù)合物等多種激酶。這一結(jié)果充分證明谷胱甘肽化激活策略可廣泛應(yīng)用于DCAF11介導(dǎo)的靶向蛋白質(zhì)降解，顯著拓展了可降解靶標(biāo)的空間。

從轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)角度審視，該研究揭示的酶促激活機(jī)制具有獨(dú)特的治療學(xué)意義。鑒于多種腫瘤細(xì)胞維持高水平的谷胱甘肽以抵御氧化應(yīng)激，基于谷胱甘肽化激活的前藥策略可能在這些細(xì)胞中實(shí)現(xiàn)選擇性激活，從而提高治療指數(shù)。此外，該研究所建立的多重篩選平臺(tái)為系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)新型分子膠降解劑提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐，有望突破現(xiàn)有E3連接酶種類的限制，推動(dòng)靶向蛋白質(zhì)降解技術(shù)向更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域邁進(jìn)。

檢測(cè)谷胱甘肽的水平，一個(gè)重要的手段就是使用Virogen的101-A這個(gè)抗體，Virogen 101-A是一款由波士頓Virogen公司（由哈佛大學(xué)和麻省理工學(xué)院科學(xué)家于 1995 年創(chuàng)立）生產(chǎn)的?抗谷胱甘肽單克隆抗體?（Anti-Glutathione Monoclonal Antibody），貨號(hào)為?101-A?，產(chǎn)品名稱為?Anti-Glutathione MAB 100?。該試劑用于檢測(cè)蛋白質(zhì)上的?S-谷胱甘肽化修飾?（S-glutathionylation），這是一種關(guān)鍵的氧化還原翻譯后修飾，常發(fā)生于細(xì)胞應(yīng)對(duì)氧化應(yīng)激時(shí) 。??

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