PROTAC（Proteolysis-Targeting Chimera）称作蛋白水解靶向嵌合体，通常含有三个部分：一段与靶蛋白结合，一段与泛素连接酶（E3）结合，中间靠linker相连。近日清华大学饶燏教授团队又发表一篇围绕PROTACs在学术界和工业界进展综述，很振奋人心，文中罗列了非常多的可被降解靶点，之前饶教授实验室对PROTAC分子就有过系统汇总，短短两年多的时间，该领域又有了很多突破。PROTAC分子的独特性，深深吸引许多科学家，该分子的研发紧密地连接了药化、化学和生物的团队。设计PROTAC分子，不按常理设计、不按常理优化、不按常理检测、也不按常理合成、也不能按常规分子一样分析，特别受到科研届和工业界的钟爱。PROTAC分子的特殊性，一边为这类分子的研发和优化带来新挑战，也为新型化合物的设计带来很多可能。
吸引爱思益普团队（ICE）的一个主要因素，是PROTAC研发过程中艰难和挑战是非常多的，需要多方位平台的融合与合作！爱思益普团队积极布局PROTAC分子评价和筛选，在蛋白表达、二元复合物结合、三元复合物形成、蛋白降解、细胞增殖抑制、细胞信号通路调节的评价、HiBiT敲入细胞系的构建等方法开发中有丰富经验积累。PROTAC需要结合到靶点并发挥介导降解作用，需要经过细胞膜进入细胞，需要结合到靶点，同时需要结合E3形成三元复合物，并在空间上符合E3介导的泛素化过程。此处需要考虑几个关键的步骤：PROTAC分子的稳定性，透膜性、与靶点的亲和力、与E3的亲和力、三元复合物形成的能力、靶点细胞中E3表达水平及和靶点相互匹配E3种类，泛素化过程、蛋白降解动力学、信号通路变化、细胞表型变化、脱靶效应、细胞毒性等等环节。
PROTAC分子的细胞之旅
爱思益普布局PROTAC分子研发能力平台
细胞水平可优化蛋白降解与表达水平检测技术，比如传统Western blot、毛细管Digital Western、高通量ICW和IFA等，也可利用商品化试剂如AlphaLISA、ELISA、HTRF等方法检测总蛋白表达水平；同时结合细胞信号转导通路检测、细胞活力与增殖等层次，多方位确定在细胞中PROTAC分子活性。
案例分享：
在Ramos或OCI-LY10细胞研究降解水平。根据目前经验，在优化方法早期，会利用传统Western blot实验看趋势，再结合毛细管数字化Western blot（ProteinSimple旗下JESS平台）确定降解情况，用于后续筛选。在抗体浓度优化和蛋白上样量两个角度摸索线性关系，确保后续定量分析准确可靠。
传统电泳Western Blot实验（ICE数据）
相比传统电泳Western Blot实验而言，JESS则显得更为便捷，制备样本流程简单。Jess平台是一款完全自动化western blotting系统，在3小时内提供24个样本数据。通过免疫分析或总蛋白分析2-440 kDa蛋白质。可获得准确定量结果和再现性，并且在此过程中使用更少样本。Jess系统与传统western blot检测之间最大区别是Jess仪器是一款基于毛细管的无凝胶、无斑点和免手动免疫分析平台，可集成并自动化整个蛋白质分离和检测过程。每天可保证两轮实验，保证了实验的时效性、稳定性和可重复性。产生的信号可直接量化处理，也保证了实验灵敏度。
如下图所示，JESS量化关系清晰，其线性关系也可直接用仪器计算并导出，选好条件，即可直接用于后续蛋白表达水平检测。目前ICE团队已用JESS顺利完成多项蛋白降解相关实验。
数字化Western Blot-JESS实验（ICE数据）
待初步测试条件摸索完毕，下一步将会测试化合的DC50和Dmax，此处JESS得到的结果如下图，可以清晰地看到化合物降解作用。该流程易于上手，确定好样本处理条件之后，结果相对稳定，可比较不同批次实验数据见的相对活性。
数字化Western Blot-JESS实验（ICE数据）
对于JESS而言，还有一个优势就是厂家已有的验证数据。根据之前的经验，只要抗体和样本制备流程一致，JESS实验可重复概率较大，利于快速推进蛋白含量检测。结合饶教授综述文章中提到的一些靶点（见文后附录），大部分靶点有验证数据，这大大地减少了方法摸索过程。
数字化Western Blot-JESS实验（ProteinSimple官网数据）
数字化Western Blot-JESS实验（ProteinSimple官网数据）
对于大量PROTAC分子细胞活性筛选，也可用微孔板方式如优化的In-cell western（ICW）和Immunofluorescence assay （IFA），ELISA、Alphalisa等技术，也同样适合检测BTK和pBTK水平，此类实验得益于优质抗体。对于高通量筛选，也有项目使用HiBiT内源敲入细胞系，快速筛选可降解BTK蛋白的PROTAC分子，同时可看到降解动力学过程及对细胞增殖过程的影响。
PROTAC技术也有局限性，所以一些研发团队也在尝试不同技术手段，摸索新的蛋白降解方式，如分子胶，LYTACs，AUTACs，ATTECs，RIBOTACs，PhosTACs，以及Degrader-antibody conjugates等等，对于膜蛋白而言，ICE有着丰富的稳转细胞系储备如离子通道、GPCR受体等，可在膜蛋白降解领域提供更多服务项目。
中国之创新，关键是处理好“产、学、研”之间的相互关系，或许会给创新带来新突破，爱思益普致力于与中国蛋白降解药物研发企业和**的专家教授合作，共同促进中国蛋白降解领域发展！
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