分享一篇發表在Cell Chemical Biology上的文章，題目為“VIPER-TACs leverage viral E3 ligases for disease-specific targeted protein degradation”，本文作者均來自美國安進公司（Amgen）。
蛋白水解靶向嵌合體（PROTACs）作為一類靶向降解劑，通過誘導靶蛋白與E3泛素連接酶在空間上的鄰近，進而促進靶蛋白泛素化和蛋白酶體降解。然而，常用的E3連接酶在不同組織和細胞類型中廣泛表達，因此對腫瘤或病理組織的特異性較差。利用組織特異性或疾病特異性E3連接酶可以解決上述缺陷，改善PROTACs的治療窗口，并使得泛必需蛋白（pan-essential proteins）成為可行的降解對象。由病毒編碼的E3連接酶（vE3s）是一類疾病特異性E3連接酶，對于病毒復制非常重要，也可作為病毒的致癌基因。
在本文中，作者提出了一種名為VIPER-TACs的靶向降解策略，利用vE3s降解細胞中泛必需蛋白，進而殺死病毒陽性的腫瘤細胞。
首先，考慮到vE3s大多不存在已被報道的小分子配體，作者選擇使用化學誘導二聚化（chemically induced dimerization, CID）策略來探索vE3s的靶向蛋白降解能力。在該系統中，作者將靶蛋白與FKBP12F36V-HiBiT融合表達，同時將待分析的E3連接酶與MTH1蛋白融合表達，隨后使用針對FKBP12F36V & MTH1的雙功能小分子FM4誘導vE3與靶蛋白之間的接近。利用HiBiT標簽，作者能夠將靶蛋白豐度轉化為化學發光強度，進而方便的對降解效果進行檢測。
對于上述系統，作者在研究較為成熟的E3連接酶與靶蛋白上進行驗證。當融合表達VHL或CRBN，并以BRD4作為靶蛋白時，上述體系能夠產生FM4濃度依賴的蛋白降解效果，且降解比例能達到80%以上。
基于上述成功經驗，作者將一系列已知的vE3s在上述體系中融合表達，并對其靶向降解BRD4、MST2的能力進行研究。大多數vE3s均能降解40%以上的BRD4蛋白，而僅有少數vE3s能降解同樣比例的MST2。
在證實vE3s的靶向降解能力后，為了真正實現VIPER-TACs，作者仍需證明對泛必需蛋白的靶向降解能夠誘導細胞死亡。
作者參考Chronos dependency打分以及CID系統中的降解效率，最終選擇絲氨酰tRNA合成酶1（seryl-tRNA synthetase 1, SARS1）作為靶蛋白。通過CRISPR敲入，作者成功構建了SARS1-FKBP12F36V-HiBiT純合子，并使用dTAGV-1小分子誘導VHL對該蛋白的靶向降解。結果表明，隨dTAGV-1劑量升高，SARS1降解比例逐漸提高，同時細胞活性顯著下降，表現出幾乎相同的變化趨勢。
作者進一步設計了一種HPV陽性宮頸癌細胞模型，在該細胞系中同時表達有SARS1-FKBP12F36V-HiBiT與MTH1-E6兩種融合蛋白。在加入FM4后，SARS1融合蛋白發生了明顯降解，細胞活性也同步降低，證實了VIPER-TACs概念的可行性。對于僅表達SARS1-FKBP12F36V-HiBiT的細胞系，FM4處理則沒有表現出任何影響。
?總而言之，作者提出了一個新的靶向降解策略VIPER-TACs，通過劫持病毒來源的E3連接酶對細胞內必需蛋白進行降解，進而殺死病毒侵染細胞。上述方法在治療由病毒感染引發的癌癥中具有重要前景，如HPV陽性宮頸癌和HBV陽性肝細胞癌。
本文作者：TZS
責任編輯：MB
DOI：10.1016/j.chembiol.2025.02.002
原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.chembiol.2025.02.002
