分享一篇发表在Cell Chemical Biology上的文章，题目为“VIPER-TACs leverage viral E3 ligases for disease-specific targeted protein degradation”，本文作者均来自美国安进公司（Amgen）。

蛋白水解靶向嵌合体（PROTACs）作为一类靶向降解剂，通过诱导靶蛋白与E3泛素连接酶在空间上的邻近，进而促进靶蛋白泛素化和蛋白酶体降解。然而，常用的E3连接酶在不同组织和细胞类型中广泛表达，因此对肿瘤或病理组织的特异性较差。利用组织特异性或疾病特异性E3连接酶可以解决上述缺陷，改善PROTACs的治疗窗口，并使得泛必需蛋白（pan-essential proteins）成为可行的降解对象。由病毒编码的E3连接酶（vE3s）是一类疾病特异性E3连接酶，对于病毒复制非常重要，也可作为病毒的致癌基因。

在本文中，作者提出了一种名为VIPER-TACs的靶向降解策略，利用vE3s降解细胞中泛必需蛋白，进而杀死病毒阳性的肿瘤细胞。

首先，考虑到vE3s大多不存在已被报道的小分子配体，作者选择使用化学诱导二聚化（chemically induced dimerization, CID）策略来探索vE3s的靶向蛋白降解能力。在该系统中，作者将靶蛋白与FKBP12F36V-HiBiT融合表达，同时将待分析的E3连接酶与MTH1蛋白融合表达，随后使用针对FKBP12F36V & MTH1的双功能小分子FM4诱导vE3与靶蛋白之间的接近。利用HiBiT标签，作者能够将靶蛋白丰度转化为化学发光强度，进而方便的对降解效果进行检测。

对于上述系统，作者在研究较为成熟的E3连接酶与靶蛋白上进行验证。当融合表达VHL或CRBN，并以BRD4作为靶蛋白时，上述体系能够产生FM4浓度依赖的蛋白降解效果，且降解比例能达到80%以上。

基于上述成功经验，作者将一系列已知的vE3s在上述体系中融合表达，并对其靶向降解BRD4、MST2的能力进行研究。大多数vE3s均能降解40%以上的BRD4蛋白，而仅有少数vE3s能降解同样比例的MST2。

在证实vE3s的靶向降解能力后，为了真正实现VIPER-TACs，作者仍需证明对泛必需蛋白的靶向降解能够诱导细胞死亡。

作者参考Chronos dependency打分以及CID系统中的降解效率，最终选择丝氨酰tRNA合成酶1（seryl-tRNA synthetase 1, SARS1）作为靶蛋白。通过CRISPR敲入，作者成功构建了SARS1-FKBP12F36V-HiBiT纯合子，并使用dTAGV-1小分子诱导VHL对该蛋白的靶向降解。结果表明，随dTAGV-1剂量升高，SARS1降解比例逐渐提高，同时细胞活性显著下降，表现出几乎相同的变化趋势。

作者进一步设计了一种HPV阳性宫颈癌细胞模型，在该细胞系中同时表达有SARS1-FKBP12F36V-HiBiT与MTH1-E6两种融合蛋白。在加入FM4后，SARS1融合蛋白发生了明显降解，细胞活性也同步降低，证实了VIPER-TACs概念的可行性。对于仅表达SARS1-FKBP12F36V-HiBiT的细胞系，FM4处理则没有表现出任何影响。

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总而言之，作者提出了一个新的靶向降解策略VIPER-TACs，通过劫持病毒来源的E3连接酶对细胞内必需蛋白进行降解，进而杀死病毒侵染细胞。上述方法在治疗由病毒感染引发的癌症中具有重要前景，如HPV阳性宫颈癌和HBV阳性肝细胞癌。

本文作者：TZS

责任编辑：MB

DOI：10.1016/j.chembiol.2025.02.002

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.chembiol.2025.02.002