导读：2018 年 12 月 28 日，Journal of Medicinal Chemistry 在线发表 Zoppi 等关于 VZ185 的研究。该工作围绕 BRD9 靶向 PROTAC 的迭代设计展开，从最初缺乏细胞降解活性的分子出发，通过系统调整连接臂、结合配体组合与分子几何关系，识别出 VHL 招募型双降解探针 VZ185。研究显示，VZ185 能够快速、强效并具有选择性地诱导 BRD9 与 BRD7 降解，为理解含溴结构域蛋白在染色质重塑复合体中的功能提供化学工具，也为 PROTAC 设计提供了一个具有方法学意义的案例：起点分子无效并不必然意味着靶点不可降解，关键在于三元复合体形成、空间排布和细胞内降解读数的连续优化。

研究背景

BRD9 和 BRD7 均属于含溴结构域蛋白，参与染色质相关蛋白复合体功能调节。与传统小分子抑制剂主要占据结合口袋不同，PROTAC 策略希望通过同时连接靶蛋白配体与 E3 连接酶配体，使靶蛋白被招募至泛素化体系，继而发生蛋白水平移除。对于 BRD9 这类与染色质调控相关的蛋白，单纯阻断溴结构域结合并不总能覆盖其作为复合体组成部分的全部功能，因此可诱导蛋白降解的化学探针具有独特价值。

该研究选择 VHL 作为 E3 连接酶招募端，围绕 BRD9 配体构建双功能分子。值得注意的是，论文并非从一个天然高效的降解剂开始，而是以一批起初在细胞中不显示明显降解活性的 PROTAC 为起点。研究团队没有简单放弃这些分子，而是把它们作为可优化骨架，逐步考察连接臂长度、连接位点、柔性、空间方向以及细胞读数之间的关系。这一设计路径使该论文不仅是一项新探针报道，也是一项关于“如何把无效 PROTAC 变成有效降解剂”的药物化学案例。

核心内容

论文题为 Iterative Design and Optimization of Initially Inactive PROTACs Identify VZ185 as a Potent, Fast, and Selective VHL-Based Dual Degrader Probe of BRD9 and BRD7。核心成果是识别并优化得到 VZ185。该分子通过一端结合 BRD9/BRD7 相关溴结构域，另一端招募 VHL E3 连接酶，使目标蛋白进入泛素化与蛋白酶体降解路径。

研究显示，VZ185 能够强效、快速地诱导 BRD9 降解，并同时诱导 BRD7 降解，因此被定义为 BRD9/BRD7 双降解探针。BRD9 与 BRD7 作为含溴结构域的染色质重塑复合体相关亚基，具有相近但并不完全相同的生物学位置。VZ185 的价值在于，它为研究人员提供了一个能够从蛋白丰度层面干预这两类蛋白的工具，而不只是短暂阻断配体结合。

从药物化学角度看，VZ185 的形成过程尤其重要。研究从初始失活分子开始，经过多轮分子结构调整，最终获得具有细胞降解活性的化合物。这样的路线提示，PROTAC 活性不能只用二元结合能力解释。靶蛋白配体是否能结合目标、VHL 配体是否能结合 E3，只是必要条件；能否在细胞内形成合适的靶蛋白—PROTAC—E3 三元复合体，并使目标蛋白发生有效泛素化，才是决定降解结果的关键。

机制与证据

VZ185 的作用机制符合经典异双功能 PROTAC 逻辑：分子一端与 BRD9 或 BRD7 的溴结构域结合，另一端与 VHL 结合，促使靶蛋白靠近 VHL 相关泛素化机器。若三元复合体的方向、距离和界面足够有利，靶蛋白表面赖氨酸残基可被泛素化，随后由蛋白酶体系统清除。与只测定结合亲和力不同，该研究把细胞内蛋白水平下降作为核心优化读数，使分子设计与真实降解结果直接相连。

论文中“起初无效”的 PROTAC 对理解机制尤为有用。某些分子虽然具备靶点配体和 E3 配体，但在细胞中未能引发理想降解。这说明双功能结构本身并不自动等同于降解剂。连接臂过短可能无法提供合适距离，过长则可能带来熵代价或不利构象；连接位点不当可能使目标蛋白与 E3 的相对朝向偏离泛素化所需几何关系；分子整体理化性质也可能影响细胞进入、稳定性和有效浓度。

VZ185 的优化体现了对这些变量的连续校正。通过比较不同结构系列，研究团队将“是否降解”“降解强度”“起效速度”和“选择性”纳入同一设计框架。最终获得的 VZ185 不只是能结合目标，而是在细胞背景下能够引导 BRD9 与 BRD7 发生快速蛋白水平下降。该结果支持一个清晰结论：PROTAC 设计需要在靶点结合、E3 招募、连接臂构型、三元复合体稳定性和细胞降解读数之间寻找平衡。

为什么值得关注

首先，VZ185 将 BRD9/BRD7 从“可被小分子结合的溴结构域蛋白”推进到“可被化学方式移除的染色质相关蛋白”。对于研究染色质重塑复合体功能而言，蛋白降解探针能够产生不同于占位抑制的实验信息。若一个蛋白兼具结构支架、复合体装配或非催化调控作用，移除蛋白本身往往比阻断单一结合口袋更接近遗传敲低的效果。

其次，该工作为 PROTAC 药物化学提供了很强的启发。传统小分子优化常围绕亲和力、选择性和细胞活性展开，而 PROTAC 还必须考虑三体相互作用。一个初始分子没有降解活性，可能并不是靶点选择错误，而是几何关系、连接臂和细胞环境尚未匹配。VZ185 的案例提醒研究者，在早期筛选中出现“无降解”的结果时，应结合结构设计和细胞读数进行迭代，而不是仅凭单点失败作出结论。

第三，VHL 招募端在该研究中展示了作为 E3 连接酶配体平台的可塑性。通过合理连接 BRD9 配体与 VHL 配体，研究团队获得了细胞内有效降解剂。这进一步说明，E3 连接酶选择不仅是把某个成熟配体接上去的问题，还需要在特定靶点表面形成有利的蛋白—蛋白邻近关系。对 BRD9/BRD7 这类染色质相关靶点而言，这种邻近关系决定了降解是否发生以及降解是否具有可接受的选择性。

边界与待验证问题

该论文的定位是化学探针发现与优化研究，而非临床候选物报道。VZ185 的主要价值在于为 BRD9/BRD7 生物学研究和 PROTAC 设计原则提供工具与证据。由于 PROTAC 分子通常具有较高分子量和复杂理化性质，细胞通透性、暴露水平、不同细胞背景下的降解效率以及更广泛蛋白组选择性仍需要在具体实验体系中审慎评估。

此外，VZ185 同时降解 BRD9 与 BRD7，这一“双降解”特征既是优势，也带来解释边界。若实验表型发生变化，需要区分其来源于 BRD9 降解、BRD7 降解，还是二者共同下降。对于希望单独解析 BRD9 功能的实验设计，可能需要配合遗传学方法、选择性更高的对照分子或失活对照化合物，才能避免把双靶点效应简化为单一靶点结论。

还需注意的是，蛋白降解强度与功能表型之间并非总是线性关系。不同细胞系中 BRD9、BRD7 所在复合体组成、表达水平与依赖性可能不同；降解速度、恢复速度和持续时间也会影响实验结果。因而，VZ185 作为探针使用时，应结合时间梯度、剂量梯度、蛋白水平检测、转录或表型读数，以及合适阴性对照共同解释。

参考信息

来源：Journal of Medicinal Chemistry。

论文：Zoppi et al., Iterative Design and Optimization of Initially Inactive PROTACs Identify VZ185 as a Potent, Fast, and Selective VHL-Based Dual Degrader Probe of BRD9 and BRD7。

在线发表日期：2018 年 12 月 28 日。

URL：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30540463/

本文按 2018 年 12 月 28 日可公开获得的信息进行历史补录，重点记录 VZ185 的设计逻辑、BRD9/BRD7 双降解特征及其对 PROTAC 迭代优化方法的启示。