靶向蛋白质降解 (TPD)技术，通过高度选择性和有效的方式触发蛋白质降解来控制蛋白质命运，在过去的几十年里在化学生物学和靶标药物发现中引起了广泛的研究，开发了大量调节和控制蛋白质水平的新技术。这使得科学家们能够更好地了解蛋白质功能并发现和验证新的治疗靶点。

天然蛋白质降解通过细胞中的两种主要机制之一发生：泛素-蛋白酶体系统 (UPS) 和自噬-溶酶体途径。主要用于蛋白降解靶向嵌合体(PROTAC)介导蛋白质降解的 E3 连接酶是VHL 和 CRBN，基于募集CRBN和VHL连接酶的PROTAC分子设计已经日渐成熟。今天介绍的dTAG靶向蛋白降解技术，利用的就是泛素-蛋白酶体系统 (UPS)。接下来让我们一起看看dTAG如何发挥功能吧！

dTAG靶向蛋白降解技术原理

dTAG “小分子降解剂”通过招募蛋白酶体来破坏靶向蛋白质。

dTAG 化合物由一个高选择性 FKBP12^F36V配体与 E3 连接酶配体连接组成；dTAG的靶向蛋白降解技术，利用一个变异蛋白FKBP12^F36V作为标签与需要降解的目标蛋白融合，加入dTAG配体后可以在融合FKBP12^F36V的目标蛋白和 E3 连接酶之间形成一个三元复合体，引发靶蛋白的多聚泛素化，从而导致靶蛋白被蛋白酶体降解。实现快速、选择性地处理标记的蛋白质。

dTAG靶向蛋白降解技术的应用

FKBP12^F36V与目的蛋白融合，可以通过外源转基因表达或内源性的CRISPR介导的位点特异性基因敲入¹。

外源构建：构建目的基因与FKBP12^F36V的融合表达慢病毒载体；内源性目的基因使用CRISPR/Cas9基因编辑失活，Cas9靶点设计在内含子/外显子连接处³。

内源构建：在目的基因N端或者C端设计敲除靶点，并设计一个donor质粒，采用微同源臂介导的末端连接（MMEJ）来实现FKBP12^F36V选择性敲入。

优势

1. dTAG调控靶蛋白丰度展示出快速、可逆和可调节的特点，能对细胞总蛋白丰度提供快速的剂量依赖性效应、精确的时间控制，而且这种效应在降解剂洗脱方面是可逆的。避免了使用RNA 干扰 (RNAi) 或 CRISPR/Cas9等基因调控方法动态控制较少、无法确定效应量且通常完全不可逆的问题。而且基因敲除技术还有时间滞后、蛋白损失不可逆等问题。

2. 与药理学抑制剂相比，dTAG小分子降解剂具有明显的优势，包括快速消耗目标蛋白、提高靶标选择性、克服对抑制剂的耐药性以及诱导延长的生物效应；可穿透细胞的小分子化合物，可直接作用于细胞，无需转染或表达载体；作用于多种细胞系，不要求细胞具有易转染性。

3. dTAG 降解剂的主要优点包括可以通过改变剂量来调节蛋白质敲减的程度，以及能够更快发生作用(动力学)，可用于研究“快速生物学”。

4. dTAG降解技术提供一种可以推广的策略，原则上可降解任何目标细胞内蛋白。扩展现有药物靶点的可成药空间并且可调节传统小分子药物难以调控的蛋白。

其催化剂量、快速可逆反应、降解整个蛋白而不是抑制其部分功能等优势令该技术成为现在小分子药物开发最重要的投资领域。

注意：

1. 需要要确定目的蛋白哪个末端可以容纳FKBP12^F36V标签而不破坏蛋白质功能。

2. 测试细胞系中的dTAG分子毒性；处理亲本细胞(或表达对照的细胞-例如，FKBP12^F36V标记 LACZ)，在选择的亲本细胞中使用 dTAG 分子，以确保dTAG在用于评估FKBP12^F36V 降解的剂量下没有毒性。

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参考文献…

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1．The dTAG system for immediate and target-specific protein degradation

2. YY1 Is a Structural Regulator of Enhancer-Promoter Loops

3. Transcription control by the ENL YEATS domain in acute leukemi

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