今天给大家介绍一篇来自“Journal of the American Chemical Society”上的文章，题名为“Targeted Protein Degradation by Electrophilic PROTACs that Stereoselectively and Site-Specifically Engage DCAF1 “在这篇文章中,该课题组报告了氮杂环丁烷丙烯酰胺的化学蛋白质组学发现，它与 E3 连接酶底物受体 DCAF1 中的半胱氨酸 (C1113) 发生立体选择性和位点特异性反应。他们证明 DCAF1 的氮杂环丁烷丙烯酰胺配体可以开发成亲电蛋白水解靶向嵌合体 (PROTACs)，其介导人类细胞中的靶向蛋白质降解。该组表明此过程是立体选择性的，并且不会发生在表达 DCAF1 的 C1113A 突变体的细胞中。

在 DCAF1 中发现具有立体和位点选择性的能和半胱氨酸相互作用的亲电子化合物 ，并且进行DCAF1导向的亲电PROTAC设计。该课题组设计具有密集官能化和熵约束的富含 sp 3的核心带有一个或多个立体中心的化合物，他们生成了一组氮杂环丁烷丙烯酰胺立体探针。基于组合对相互作用进行优先排序细胞效力、立体化学选择性和位点特异性，使用这些标准，他们在结构和功能多样的蛋白质上发现了大量的半胱氨酸，这些半胱氨酸通过这组聚焦的色氨酸丙烯酰胺立体探针立体选择性地参与原代人类 T 细胞。他们使用半胱氨酸定向质谱 (MS)-ABPP 在人类 T 细胞中筛选了一组独特的立体异构氮杂环丁烷丙烯酰胺。这些实验在 Cullin 4-RING E3 连接酶 (CRL4) 底物受体 DCAF1 (或 VPRBP) 的底物结合结构域中鉴定了一个立体选择性接合的半胱氨酸 (C1113)，同时与T 细胞中最初的 MS-ABPP 研究相结合，表明 MY-1B 可作为 DCAF1 的 C1113 的立体和位点选择性共价配体。

图1

他们选择构建从苯环延伸的 PROTAC，以便丙烯酰胺亲电试剂保持完整，因为将丙烯酰胺换成丁炔酰胺，这可以提供额外的出口载体（即脱离甲基丁酰胺组），产生了一种无法与 DCAF1 结合的化合物。他们合成了两种异双功能化合物─YT41R和 YT47R─将 MY-1B 连接到小分子 SLF，后者是 FKBP12 的高亲和力配体，常用于评估 PROTAC 性能。

图2

DCAF1导向的亲电PROTAC的机理研究，亲电 PROTAC 降解 BRD。氮杂环丁烷丙烯酰胺衍生的 PROTAC 以立体选择性的方式促进多种靶蛋白（FKBP12 和 BRD4）的降解，这种方式依赖于 DCAF1，并被 C1113 的突变阻断。他们进一步证明氮杂环丁烷丙烯酰胺 PROTACs 与 FKBP12 和 DCAF1 形成三元复合物，并在 DCAF1_C1113 的低参与度（~20%）下促进选择性 FKBP12 降解。这些发现共同表明 CRL4 DCAF1是一种 E3 连接酶，能够支持由以立体选择性和位点选择性方式起作用的亲电子 PROTAC 介导的靶向蛋白质降解。

图3

总之，在这里，他们描述了 E3 连接酶底物受体蛋白 DCAF1 中可配体半胱氨酸 (C1113) 的化学蛋白质组学发现以及靶向该半胱氨酸的氮杂环丁烷丙烯酰胺转化为亲电 PROTAC。本文报道的人类 T 细胞蛋白质组中氮杂环丁烷丙烯酰胺和半胱氨酸之间的立体选择性相互作用的丰富数据集应该为化学探针发现来自结构和功能不同类别的其他蛋白质提供有吸引力的起点。

原文链接：https://doi.org/10.1021/jacs.2c08964

作者：YXQ

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