Impact of linker length on the activity of PROTACs.
Impact of linker length on the activity of PROTACs.
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DOI：
10.1039/c0mb00074d
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发表时间：
2011-02
影响因子：
--
通讯作者：
Kim KB
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Cyrus K;Wehenkel M;Choi EY;Han HJ;Lee H;Swanson H;Kim KB
传统的遗传学方法为蛋白质研究提供了强大的工具。然而，这些技术通常妨碍对时间和空间蛋白质功能的选择性操纵，这对于动态细胞过程的研究至关重要。为了克服这些限制，开发了一种名为“蛋白水解靶向嵌合体（PROTAC）”的基于小分子的新技术，该技术在翻译后水平上靶向降解蛋白质。尽管 PROTAC 作为复杂信号通路的分子探针具有广阔的潜力，但其设计尚未得到广泛应用。在这里，我们提出了第一个通用的 PROTAC 设计方法，通过微调两个参与伙伴蛋白（E3 泛素连接酶和目标蛋白）之间的距离。因此，我们采用化学方法创建具有不同接头长度的雌激素受体 (ER)-α 靶向 PROTAC，并通过蛋白质印迹和荧光分析监测培养细胞中 ER 的损失。我们发现链长对 PROTAC 功效有显着影响，在这种情况下，E3 识别基序和配体之间的最佳距离是 16 个原子的链长。从该实验中收集的信息可能会提供可推广的PROTAC设计策略，以进一步扩展PROTAC工具箱，为PROTAC策略在多种信号通路研究中的广泛应用开辟新的可能性。
Conventional genetic approaches have provided a powerful tool in the study of proteins. However, these techniques often preclude selective manipulation of temporal and spatial protein functions, which is crucial for the investigation of dynamic cellular processes. To overcome these limitations, a small molecule-based novel technology termed “PROteolysis TArgeting ChimeraS (PROTACs)” has been developed, targeting proteins for degradation at the post-translational level. Despite the promising potential of PROTACs to serve as molecular probes of complex signaling pathways, their design has not been generalized for broad application. Here, we present the first generalized approach for PROTAC design by fine-tuning the distance between the two participating partner proteins, the E3 ubiquitin ligase and the target protein. As such, we took a chemical approach to create estrogen receptor (ER)-α targeting PROTACs with varying linker lengths and the loss of the ER in cultured cells was monitored via western blot and fluorometric analyses. We found a significant effect of chain length on PROTAC efficacy, and in this case, the optimum distance between the E3 recognition motif and the ligand was a 16 atom chain length. The information gathered from this experiment may offer a generalizable PROTAC design strategy to further the expansion of the PROTAC toolbox, opening new possibilities for the broad application of the PROTAC strategy in the study of multiple signaling pathways.
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Petroski, Matthew D.