综述：强大的微型蛋白降解靶向嵌合体：一类新兴的降解剂

　　本综述系统介绍了基于N端规则（N-end rule）蛋白水解通路的创新性靶向蛋白降解技术——微型蛋白降解靶向嵌合体（mini-PROTACs）。文章重点阐述了其通过单一氨基酸降解信号（degron）实现靶蛋白泛素化降解的机制，突破了传统PROTAC分子量大、溶解性差等局限性，为克服E3连接酶（E3 ligases）耐药性及优化类药性提供了新策略。

　　

微型蛋白降解靶向嵌合体：革新靶向治疗的新兴策略

引言

在真核生物中，自噬和泛素-蛋白酶体系统（Ubiquitin-Proteasome System, UPS）是维持蛋白稳态（protein homeostasis）和确保细胞正常功能的两大主要蛋白水解机制。其中UPS负责约80%的细胞内蛋白降解，通过酶促反应级联将泛素（Ubiquitin, Ub）标记到靶蛋白上，进而被26S蛋白酶体识别并降解。利用这种降解机制进行靶向蛋白降解（Targeted Protein Degradation, TPD）可纠正错误生物学过程，为恢复细胞平衡和治疗多种疾病提供了有效策略。

蛋白降解靶向嵌合体（Proteolysis-Targeting Chimera, PROTAC）是利用UPS的有效模式之一。它通过重组UPS系统，将有害蛋白标记泛素并导致其被蛋白酶体降解。尽管近年来取得技术进展并成功进入临床试验，PROTAC仍面临诸多挑战：人类约600种E3连接酶中仅有少数被用于PROTAC设计；其分子量较大（>700 Da），通常违反Lipinski五规则（Lipinski's rule of five），影响水溶性和生物利用度。N端规则通路——一种重要的泛素介导的蛋白水解途径——为PROTAC优化提供了新方向。

N端规则蛋白水解通路

N端规则于1986年发现，是真核生物中第一个遗传定义的泛素介导降解通路，它将蛋白N端残基的身份与其体内半衰期相联系。由于起始密码子编码的甲硫氨酸（Met）是稳定残基， destabilizing残基暴露于N端通常源于蛋白加工或修饰（如切割）。最初，两类氨基酸被鉴定：1型碱性残基（如Arg, His, Lys）和2型疏水残基（如Phe, Trp, Leu）。这些残基可被特定的E3连接酶（如UBR家族）识别，从而启动泛素化和降解。

基于N端规则通路的PROTACs

由于PROTAC设计中采用的E3连接酶和降解信号（degron）相当有限，探索其他高效降解通路势在必行。传统PROTAC的降解部分分子量多超过250 Da甚至达800 Da，加上连接链（linker）和弹头（warhead），其总分子量易超过700 Da，打破了类药性质的“五规则”。而N端规则通路中发现的最短降解信号仅为一个氨基酸，这启发研究人员开发了新型微型PROTACs（mini-PROTACs）。

这类微型PROTACs携带小巧、多样且可互换的降解信号，不仅保留了模块化特征，还显著改善了类药性质。其设计减小了化合物尺寸，无需连接链，并允许通过多通路轻松微调降解效率。例如，基于精氨酸（Arg）的降解信号可有效招募UBR E3连接酶，实现靶蛋白的高效降解。

讨论

靶向治疗旨在针对明确的致病驱动因子开发有效治疗剂。小分子抑制剂是主要手段，但常受耐药性和难以接近的靶点阻碍。近年来，TPD技术作为一种新型治疗策略，能够通过蛋白水解直接破坏靶蛋白，展现出巨大潜力。作为领先的TPD模式，PROTACs设计相对简便，并可靶向传统“不可成药”蛋白。

微型PROTACs基于N端规则通路，具有独特优势：其小尺寸和高适应性有助于克服现有E3连接酶相关的耐药性问题，并提高口服生物利用度和组织渗透性。然而，其降解效率可能受细胞类型和靶蛋白特性影响，且体内稳定性和免疫原性需进一步评估。总体而言，微型PROTACs为代表的新兴降解剂类别，为推进靶向蛋白降解的临床应用提供了有希望的方向。

作者贡献声明

贾伟元（Jiawei Yuan）负责形式分析；张建超（Jianchao Zhang）参与文稿审阅、形式分析和概念设计；饶海（Hai Rao）负责文稿审阅和资金获取；廖柯帆（Kefan Liao）负责初稿撰写、验证和数据整理；陈晓（Xiao Chen）负责初稿撰写和概念设计。

数据可用性

数据可根据请求提供。

利益冲突声明

作者声明不存在任何可能影响本研究的财务或个人关系冲突。

致谢

本研究由国家重点研发计划（2021YFA0909300）、国家自然科学基金（82473177至张建超，82170159至饶海）、广东省自然科学基金（2025A1515011516至张建超）、深圳市基础研究计划（JCYJ20220818100412028至饶海，JCYJ20210324105007019至张建超）、广东省重点人才计划（2021CX02Y084至饶海）和高水平专项基金（G03050K003至饶海）等资助。