西北大学张潇雨团队在Nature Chemical Biology杂志上发表的题为:A CRISPR activation screen identifies FBXO22 supporting targeted protein degradation的研究为解决这一问题提供了新的思路。研究中,他们开发了一种CRISPR激活筛选方法,通过激活表达目标E3连接酶,成功绕过了内源性表达水平低的限制。

  研究人员工程化HEK293T细胞,将FKBP12-EGFP融合蛋白引入作为模型底物,采用第二代CRISPR-Cas9转录激活系统,并设计了针对680种人类E3连接酶的定制sgRNA库。在一个以FKBP12为靶向的PROTAC(22-SLF)的作用下,他们成功筛选出了FBXO22作为支持降解的新型E3连接酶。通过过表达FBXO22的验证,确认了22-SLF介导的FKBP12降解过程,并进一步揭示了其依赖于FKBP12、22-SLF和FBXO22之间的三元复合物形成。22-SLF含有一个电亲性氯乙酰胺基团,进一步的突变研究表明,FBXO22上的C227和C228对于22-SLF的结合和降解FKBP12至关重要。

  

  此外,研究团队还探讨了22-SLF的电亲性部分是否可以作为FBXO22招募配体,引导除FKBP12外其他蛋白质的降解。结果显示,通过将电亲性部分与JQ1(BRD4结合剂)或TAE(ALK抑制剂)连接,可以实现对BRD4或EML4-ALK融合蛋白的有效降解。通过基因敲除实验证实,这些PROTAC的降解活性依赖于FBXO22,表明22-SLF的电亲性部分可能普遍适用于将FBXO22引导至新的底物并将其降解。

  综上所述,FBXO22作为一种E3泛素连接酶,展现了在PROTAC开发中的重要潜力。此外,本研究突显了CRISPR激活筛选在TPD研究中的实用性。考虑到FBXO22在肿瘤中相对于正常组织的高表达,这为降解癌症靶标提供了一条有前景的途径,可能有助于降低对正常细胞的毒性。


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