2026年8月18日,《Analytical Chemistry》在线发表原始研究论文Integrative Proteomics and Ubiquitomics Reveal on-Targets and off-Targets of PROTAC dBET1。该研究在 Jurkat T cells 中整合 proteomics 与 ubiquitomics,从蛋白水平变化和泛素化位点两个维度系统描绘 PROTAC dBET1 的 degradation landscape。除已知的 canonical BET family targets 外,作者还识别出线粒体外膜蛋白 VDAC1 这一 putative off-target,并进一步观察到与线粒体功能异常相关的细胞信号。

蛋白质组与泛素组联合解析 dBET1 降解景观

PROTAC 的药理作用不仅取决于目标蛋白是否下降,也与底物泛素化、降解位点选择以及潜在非预期底物密切相关。此次研究的核心方法,是在同一研究框架中联合分析蛋白质组与泛素组信息,以更完整地观察 dBET1 处理后细胞内蛋白丰度和泛素化状态的变化。

摘要显示,该方法首先能够重现 dBET1 对 canonical BET family targets 的作用,同时把分析进一步推进到更细的位点层级。对于 BRD3,研究实现了 site-specific resolution,并观察到 functionally essential bromodomains 出现 preferential ubiquitination。作者据此提出,degron-enriched regions 可能参与 domain-selective degradation,即同一个蛋白内部不同结构域或区域的泛素化与后续降解倾向可能并不均一。

这一结果的意义在于,PROTAC 的机制分析可以从“某蛋白是否被降解”进一步细化到“哪些位点更容易发生泛素化”“哪些功能结构域更可能进入降解过程”。对于理解靶蛋白降解选择性,以及建立更精细的机制评价框架,这类位点层面的信息提供了额外维度。

VDAC1 被识别为 putative off-target

除 BET family targets 外,本研究另一个值得关注的发现是 VDAC1。摘要将其定义为 dBET1 的 putative off-target,支持证据包括 VDAC1 的 protein depletion,以及 multisite ubiquitination。换言之,VDAC1 在蛋白丰度和多位点泛素化两个层面都出现了与 dBET1 处理相关的变化。

VDAC1 位于线粒体外膜,因此这一潜在脱靶发现又与研究观察到的线粒体表型形成了机制上的关联。摘要指出,dBET1 处理伴随 mitochondrial depolarizationcalcium homeostasis disruption。作者据此提出,这些线粒体缺陷可能与 VDAC1 depletion 在功能上相关。

需要强调的是,这里的表述仍然是机制关联与安全评估信号,而不是人体毒性结论。现有证据来自 Jurkat T cells 中的组学分析和细胞层面功能观察,可以支持对潜在 off-target 及其功能后果进行进一步研究,但不能直接外推为人体线粒体毒性,也不能据此判断临床安全性。

对 PROTAC 安全性研究的启示

此次工作体现了联合 proteomics 与 ubiquitomics 在 PROTAC 机制研究中的价值。传统蛋白质组分析能够发现哪些蛋白在处理后下降,而泛素组分析则能够补充哪些蛋白、哪些位点发生泛素化变化。两类信息结合后,有机会更好地区分预期靶点、潜在脱靶以及与细胞表型相关的候选机制。

  • 靶点层面:研究覆盖 canonical BET family targets,并对 BRD3 的泛素化实现位点级解析。
  • 脱靶层面:VDAC1 同时呈现 protein depletion 和 multisite ubiquitination,被提出为 dBET1 的 putative off-target。
  • 功能层面:dBET1 处理伴随 mitochondrial depolarization 和 calcium homeostasis disruption,作者提出这些缺陷可能与 VDAC1 depletion 相关。
  • 方法层面:蛋白质组与泛素组联合分析为 PROTAC 的 on-target、off-target 与潜在安全风险信号提供了同一套系统评价框架。

解读边界:不能泛化到所有 BET PROTAC

从行业视角看,该论文提示,在评估 PROTAC 时,仅确认预期靶蛋白被有效降解并不足以覆盖完整的机制与安全性问题。对潜在脱靶蛋白、泛素化位点以及相关细胞功能表型进行联合分析,可能帮助更早识别值得进一步验证的风险信号。

但当前证据层级必须严格限定在细胞与组学层面的机制及安全评估研究。论文摘要并未提供可以支持人体毒性、临床风险或监管结论的信息。同时,VDAC1 这一观察来自 dBET1 的具体研究背景,也不应被泛化为所有 BET PROTAC 均具有相同脱靶谱或线粒体风险。后续仍需更多独立实验和不同生物学体系验证 VDAC1 与相关线粒体表型之间的因果关系及其适用范围。

总体而言,这项于2026年8月18日在线发表的研究为 dBET1 的降解图谱提供了更细粒度的组学视角:一方面解析已知 BET 靶点及 BRD3 的位点选择性泛素化,另一方面把 VDAC1 推到潜在 off-target 的候选位置,并将其与线粒体去极化和钙稳态扰动联系起来。对于 PROTAC 研发而言,其更直接的价值在于展示一种同时审视降解效率、位点选择性和潜在脱靶风险的分析路径。