分享一篇发表在NCB上的文章，题目为“A small-molecule VHL molecular glue degrader for cysteine dioxygenase 1”，通讯作者是来自诺华的Gregory A. Michaud博士。在本文中，作者发展了一种用于结合半胱氨酸双加氧酶1（CDO1）和VHL的分子胶，用于招募E3泛素连接酶，实现底物的降解。

分子胶降解剂（molecular glues）能够诱导细胞内的E3泛素连接酶与特定的蛋白质底物形成新的相互作用，从而促进底物的降解。与PROTAC相比，分子胶降解剂由于具有更好的成药性而受到广泛的关注。除CRBN外，VHL也是一种E3泛素连接酶复合体的底物识别组分，其天然底物是缺氧诱导因子HIF-1α。在本文中，作者希望通过蛋白阵列筛选策略探究能够通过分子胶被VHL降解的蛋白。

在蛋白阵列筛选实验中，作者采用了生物素化pVHL、Elongin B和Elongin C（bio-VBC）复合物作为读出，筛选能够通过分子胶结合VHL的底物蛋白。首先，他们采用了已知具有结合作用的BRD4蛋白以及对应的PROTAC分子（cpd1）作为验证，发现随着BRD4浓度的升高荧光强度增强，表明了方法的可行性。随后，作者采用了由>9000个人源蛋白组成的微阵列（ProtoArray），分别加入三种此前发表的VHL结合分子（cpd234），并采用cpd1作为负对照。其中，他们发现半胱氨酸双加氧酶1（CDO1）能够产生较强的荧光信号，表明其中一种或多种分子能够促进VHL-CDO1复合物的形成。随后作者又通过SPR实验证明了其中cpd4能够促进CDO1与VHL结合，KD约为0.82 μM。

随后，作者检测了在细胞中cpd4是否可以将CDO1募集到细胞中的VHL，结果表明在细胞中加入cpd4确实能够形成三元复合物，并能够在17 h内促进CDO1降解。而在加入VHL抑制剂和蛋白酶体抑制剂是则可以阻断cpd4诱导的降解，这表明了cpd4的确是CDO1的VHL依赖性分子胶降解剂。此外，作者也进一步优化了化合物结构得到了特异性更强的cpd8。

接下来，为了研究CDO1-cpd4-VHL的相互作用界面，作者纯化了11个物种的 CDO1蛋白，而后通过SPR测试复合物的形成。他们发现只有鲤鱼（Cyprinus）中的CDO1不能与VHL形成三元复合物。通过比对人类和鲤鱼的CDO1序列，作者发现二者在R1（Q3-E27）、R2（A35-Q65）、R3（N90-R126）和R4（I145-L197）这四个区域存在差异，表明这可能就是与复合物形成有关的界面。最后，作者也解析了三元复合物的晶体结构，进一步证明了二者的相互作用界面。

总而言之，作者采用蛋白阵列筛选策略探索了蛋白质组中能通过分子胶与VHL互作的蛋白，其中发现CDO1能够作为VHL的新底物实现靶向降解。

本文作者：WYQ

责任编辑：MB

DOI：10.1038/s41589-025-01936-x

原文链接：https://doi.org/10.1038/s41589-025-01936-x