Nature|GSK+哈佛，解鎖 CRBN 蛋白全新變構位點

在靶向蛋白降解療法領域，CRBN（Cereblon）始終是核心研究靶點——沙利度胺衍生物等熱門抗癌藥物，正是通過結合 CRBN 的傳統位點（TBD，沙利度胺結合域），招募癌細胞內異常蛋白（新底物）降解，從而治療多發性骨髓瘤、骨髓增生異常綜合征等血液腫瘤。但長期以來，科研界對CRBN是否存在其他調控位點的探索幾乎空白。

近日， 葛蘭素史克（GSK）與哈佛大學團隊 聯合在 《 Nature》發表重磅研究，首次發現 CRBN蛋白上一個進化保守的“隱秘變構位點”，并找到能精準結合該位點的小分子化合物SB-405483。這一發現不僅填補了 CRBN 調控機制的研究空白，更為抗癌藥物的 “精準升級” 提供了全新方向，有望大幅提升現有療法的療效與安全性。

一、意外發現：22 ?外的 “隱藏開關”，打破傳統研究局限

為尋找新的CRBN靶向分子，研究團隊開展了規模龐大的高通量篩選：先通過1萬種化合物的驗證集初篩，再對約220萬種化合物進行全庫篩選。篩選過程中，一個反常現象引起了團隊注意——多數化合物會競爭結合CRBN 的TBD位點，導致熒光信號下降，而 SB-405483 卻讓熒光信號顯著增強 。

進一步實驗證實，SB-405483 并非結合已知的 TBD 位點，而是綁定在CRBN的螺旋束結構域（HBD）與 TBD 之間的 “隱秘變構位點”，兩者距離約 22 ? 。X 射線晶體結構（2.39? 高分辨率）顯示，這個變構位點幾乎完全封閉，需通過 HBD 區域 W264 氨基酸的移動才能 “打開”，且位點內關鍵氨基酸（如 D265、R283）在人、小鼠、斑馬魚等 500 個物種中高度保守——這意味著該位點的功能具有進化必要性，絕非偶然存在。

二、變構調控 “神操作”：讓抗癌藥物 “精準增效、減毒”

SB-405483 的真正價值，在于它能通過變構作用 “調控” CRBN 與傳統抗癌藥物的協作效果，實現三大關鍵突破：

1. 10 倍增效：大幅提升藥物與 CRBN 的結合力

通過 TR-FRET（時間分辨熒光共振能量轉移）實驗量化發現，SB-405483 與傳統藥物（如來那度胺）存在高度協同作用：變構常數 γ 達 10±0.2（γ>1 代表顯著協同）。具體來看，來那度胺與 CRBN 的結合解離常數（K_probe）從 1.3μM 降至 0.13μM，SB-405483 自身的結合解離常數（K_SB-405483）從 25μM 降至 2.5μM—— 相當于兩者結合力均提升 10 倍。

對 100 多種 CRBN 靶向藥物的測試進一步證實，除個別特殊藥物（如 mezigdomide）外，SB-405483 能讓絕大多數藥物的 IC ?? （半數抑制濃度）大幅降低，例如來那度胺的 IC ?? 從 39.3nM 降至 0.9nM，效果提升 43.7 倍。

2. 選擇性調控：只殺 “壞蛋白”，不傷 “好蛋白”

更令人驚喜的是，SB-405483 能 “區分” CRBN 的不同底物，實現精準調控：

• 強效促進致癌蛋白降解 ：對 CK1α（與骨髓增生異常綜合征相關）、Wee1（DNA 損傷修復激酶，癌癥治療關鍵靶點）等致癌蛋白，SB-405483 能將其降解效率提升數倍。例如在 MOLM-13 白血病細胞中，聯用 SB-405483 后，DEG-47（來那度胺類似物）降解 CK1α 的 DC ?? （半數降解濃度）從 10nM 降至 0.75nM，抗癌活性顯著增強。

• 抑制有害底物降解 ：對 IKZF1/3、IKZF2 等可能引發副作用的蛋白（如 IKZF 家族異常降解可能導致免疫抑制），SB-405483 能完全阻斷其降解，減少治療副作用。

  
  

3. 穩定構象：推動 CRBN 進入 “工作狀態”

CRBN 存在 “開放態（CRBN ? ? ? ）” 與 “閉合態（CRBN ?????? ）” 兩種構象，只有閉合態才能高效招募底物降解。傳統藥物難以完全推動 CRBN 從開放態轉向閉合態，而 SB-405483 通過變構作用，不僅能讓 CRBN 閉合態比例翻倍（如來那度胺單獨處理時閉合態占 20%，聯用后達 41%），還能誘導出全新的 “中間態（CRBN ?? ? ）”——這種過渡態是 CRBN 構象轉換的關鍵 “橋梁”，進一步提升底物招募效率。

三、機制揭秘：冷凍電鏡捕捉 “動態調控全過程”

為弄清 SB-405483 的作用機制，團隊利用冷凍電鏡（cryo-EM）解析了 CRBN 在不同狀態下的高分辨率結構，首次觀察到變構調控的動態過程：

• 結合時機： SB-405483 僅在 CRBN 從開放態向閉合態轉換時結合中間態，直接 “鎖定” 轉換路徑，推動平衡向閉合態傾斜；

• l igand 重定位： SB-405483 結合后，會輕微改變傳統藥物在 TBD 位點的結合位置 —— 這恰好解釋了為何它能促進部分底物降解、抑制另一部分底物降解：位置改變讓 CRBN 更易結合 CK1α、Wee1 的 G-loop 結構，卻難以結合 IKZF 家族的鋅指結構；

• 位點穩定性 ：即使招募底物后，SB-405483 在變構位點的結合依然穩定，不會被底物干擾，確保調控效果持續。

四、臨床潛力：從實驗室到患者的 “三重價值”

這項由 GSK 與哈佛大學聯合完成的研究，不僅是基礎科研的重大突破，更為臨床治療帶來實際價值：

• 優化現有療法 ：SB-405483 可作為 “增效劑”，與現有 CRBN 靶向藥物聯用，提升療效、減少副作用。例如對因藥物敏感性下降而耐藥的患者，聯用 SB-405483 可能重新恢復敏感性；

• 加速新靶點發現 ：通過 SB-405483 增強 CRBN 的底物選擇性，研究團隊已成功鑒定出 Wee1 等新的 CRBN 底物，為開發新型降解劑提供方向；

• 開辟新藥物賽道 ：基于該變構位點，可設計專門的變構調節劑，甚至開發 “雙靶點藥物”（同時結合 TBD 與變構位點），進一步提升治療精準度。

結語： 變構劑可能引領新的蛋白降解風潮

從 上兩周JACS關于變構PROTAC的綜述到如今這篇Nature，變構調控吸引了越來越多人的目光。 正如研究通訊作者、哈佛大學 Christina M. Woo 教授所言：“這個變構位點的發現，不僅重新定義了 CRBN 的調控機制，更為靶向蛋白降解療法提供了‘精準調控’的新工具。” 未來，隨著變構調節劑的進一步優化與臨床前研究推進，或許我們能看到更多 “老 靶點 新 用途 ” 的案例。

參考文獻：Identification of an allosteric site on the E3 ligase adapter cereblon

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