PROTAC分子砌块定制:靶向蛋白降解药物的合成基石

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导读: PROTAC(蛋白靶向嵌合降解分子)是近年来最热门的药物发现策略之一,其核心挑战在于高质量分子砌块的合成与供应。本文介绍PROTAC的设计原理、核心组件需求,以及纳孚生物在PROTAC相关合成服务中的能力。


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PROTAC是什么?

PROTAC(Proteolysis Targeting Chimera,靶向蛋白质降解嵌合体)是一类异双功能小分子,由三部分组成:

  1. 靶蛋白配体(POI Ligand):与目标蛋白(靶蛋白/POI)结合;

  2. E3连接酶配体:招募特定E3泛素连接酶(常用VHL或CRBN);

  3. 连接子(Linker):连接两端配体,决定三元复合物的构型。

作用机制: PROTAC同时结合靶蛋白和E3连接酶,形成三元复合物,驱动E3连接酶将泛素链转移到靶蛋白上,被泛素化的靶蛋白随后被26S蛋白酶体识别并降解。更重要的是,PROTAC分子在催化过程中被释放,可循环使用,以催化量就能实现靶蛋白的持续降解。


为什么PROTAC备受关注?

突破"不可成药"蛋白的瓶颈

传统小分子药物需要占据靶蛋白的活性口袋,对于"无口袋"蛋白(如转录因子、骨架蛋白、KRAS等)束手无策。PROTAC只需结合靶蛋白任意表面,不需要深口袋,大大拓展了可成药靶标范围。

更深的抑制效果

  • 传统抑制剂需保持药物浓度以持续抑制靶蛋白活性(需要与靶蛋白竞争活性位点);

  • PROTAC使靶蛋白被彻底降解,即使停药后,需等到新蛋白合成才能恢复功能,作用更持久

克服耐药突变

当靶蛋白发生活性位点突变时(如BTK C481S耐伊布鲁替尼),传统抑制剂失效,但PROTAC仍可通过结合突变体的其他位点驱动其降解。


PROTAC设计的关键砌块

1. E3连接酶配体

E3连接酶代表配体特点
CRBN(cereblon)沙利度胺、泊马度胺、来那度胺最广泛使用
VHLVHL-1系列配体肿瘤靶标研究常用
DCAF1DCAF1配体新兴E3招募体
MDM2nutlin-3p53通路研究

纳孚生物提供多种VHL配体、CRBN配体及其活化酯/胺定制合成,支持Boc保护/脱保护、手性拆分等复杂步骤。

2. 连接子(Linker)

Linker的长度、柔性和化学性质直接决定PROTAC的三元复合物构型与降解效率:

  • PEG连接子:水溶性好,柔性高,是最常用选择;

  • 烷基链连接子:疏水性,适合需要特定构型的靶标;

  • 含哌嗪/哌啶连接子:可调pH响应性,有潜力实现条件性降解。

纳孚生物常备多种规格PEG连接子砌块(PEG2~PEG12),以及胺、羧酸、NHS酯、叠氮、炔基等活化端基,支持一站式组装。

3. 靶蛋白配体

靶蛋白配体通常来自已知抑制剂,纳孚生物支持:

  • 已知抑制剂母核的合成及改造(引入胺/酸用于连接);

  • 保留结合活性的前提下,优化连接位点的结构修饰。


纳孚生物的PROTAC相关合成能力

需求纳孚生物支持
CRBN/VHL配体合成✓ 均有合成经验
PEG连接子定制✓ PEG2~PEG12,多种端基
靶蛋白配体母核修饰✓ 支持复杂多步反应
PROTAC整体分子合成✓ 可承接全合成项目
手性中心构建✓ 不对称合成/拆分
毫克至克级规模✓ 按需扩量

行业动态

2026年上半年,FDA已批准多款PROTAC进入临床III期,其中ARV-471(雌激素受体PROTAC,Pfizer/Arvinas)已成为乳腺癌治疗的重要候选。PROTAC相关的分子砌块需求正在快速增长,国内CRO/CDMO对高纯度、有质量保证的PROTAC砌块供应商需求旺盛。


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