分享一篇發表在NCB上的文章，題目為“A small-molecule VHL molecular glue degrader for cysteine dioxygenase 1”，通訊作者是來自諾華的Gregory A. Michaud博士。在本文中，作者發展了一種用于結合半胱氨酸雙加氧酶1（CDO1）和VHL的分子膠，用于招募E3泛素連接酶，實現底物的降解。

分子膠降解劑（molecular glues）能夠誘導細胞內的E3泛素連接酶與特定的蛋白質底物形成新的相互作用，從而促進底物的降解。與PROTAC相比，分子膠降解劑由于具有更好的成藥性而受到廣泛的關注。除CRBN外，VHL也是一種E3泛素連接酶復合體的底物識別組分，其天然底物是缺氧誘導因子HIF-1α。在本文中，作者希望通過蛋白陣列篩選策略探究能夠通過分子膠被VHL降解的蛋白。

在蛋白陣列篩選實驗中，作者采用了生物素化pVHL、Elongin B和Elongin C（bio-VBC）復合物作為讀出，篩選能夠通過分子膠結合VHL的底物蛋白。首先，他們采用了已知具有結合作用的BRD4蛋白以及對應的PROTAC分子（cpd1）作為驗證，發現隨著BRD4濃度的升高熒光強度增強，表明了方法的可行性。隨后，作者采用了由>9000個人源蛋白組成的微陣列（ProtoArray），分別加入三種此前發表的VHL結合分子（cpd234），并采用cpd1作為負對照。其中，他們發現半胱氨酸雙加氧酶1（CDO1）能夠產生較強的熒光信號，表明其中一種或多種分子能夠促進VHL-CDO1復合物的形成。隨后作者又通過SPR實驗證明了其中cpd4能夠促進CDO1與VHL結合，KD約為0.82 μM。

隨后，作者檢測了在細胞中cpd4是否可以將CDO1募集到細胞中的VHL，結果表明在細胞中加入cpd4確實能夠形成三元復合物，并能夠在17 h內促進CDO1降解。而在加入VHL抑制劑和蛋白酶體抑制劑是則可以阻斷cpd4誘導的降解，這表明了cpd4的確是CDO1的VHL依賴性分子膠降解劑。此外，作者也進一步優化了化合物結構得到了特異性更強的cpd8。

接下來，為了研究CDO1-cpd4-VHL的相互作用界面，作者純化了11個物種的 CDO1蛋白，而后通過SPR測試復合物的形成。他們發現只有鯉魚（Cyprinus）中的CDO1不能與VHL形成三元復合物。通過比對人類和鯉魚的CDO1序列，作者發現二者在R1（Q3-E27）、R2（A35-Q65）、R3（N90-R126）和R4（I145-L197）這四個區域存在差異，表明這可能就是與復合物形成有關的界面。最后，作者也解析了三元復合物的晶體結構，進一步證明了二者的相互作用界面。

總而言之，作者采用蛋白陣列篩選策略探索了蛋白質組中能通過分子膠與VHL互作的蛋白，其中發現CDO1能夠作為VHL的新底物實現靶向降解。

本文作者：WYQ

責任編輯：MB

DOI：10.1038/s41589-025-01936-x

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