AI设计的PROTAC实现皮摩尔级降解:浙大团队PNAS研究详解,降解剂赛道再提速

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   2026年8月6日,浙江大学潘培辰、侯廷军、车金鑫团队在《美国国家科学院院刊》(PNAS)在线发表研究论文"AI-driven PROTAC design overcomes oncogenic resilience by eliminating the CLIP1–LTK fusion protein",报道了首个AI指导设计、针对CLIP1–LTK融合蛋白的PROTAC降解剂DCL05——皮摩尔级降解效力(DC₅₀ = 40 pM),并在广泛的耐药突变谱中一致优于现有激酶抑制剂。

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一、为什么要"降解"而不是"抑制"?

CLIP1–LTK融合基因于2021年在非小细胞肺癌(NSCLC)中被鉴定为新兴致癌驱动因子,后续研究在结直肠癌、软组织肉瘤等多种肿瘤中均发现复发性LTK融合。这一融合蛋白的独特之处在于其致癌性同时依赖LTK激酶活性与CLIP1介导的多聚化(一种非催化的支架功能)。

现有ALK抑制剂(如劳拉替尼,LTK与ALK激酶结构域序列同源性约80%)虽然能抑制激酶活性,却对支架功能无能为力——"刹车踩住了,引擎还在空转"。因此需要将融合蛋白整体清除的PROTAC策略:利用泛素-蛋白酶体系统,把靶蛋白连同其所有功能一并"拆除"。

二、AI设计管线:深度学习+结构优化

研究团队的技术路线代表了当前PROTAC理性设计的前沿水平:

  1. 三元复合物预测:深度学习模型预测"靶蛋白-PROTAC-E3连接酶"三元复合物的结合构象;

  2. 基于结构的分子优化:针对预测结果迭代优化Linker长度、连接位点与整体构象;

  3. 成药性筛选:最终获得的DCL05具备口服生物利用度。

结果数据:DC₅₀低至40 pM(皮摩尔级),在体外和体内实验中,对LTK耐药相关突变均保持强效降解与抗肿瘤活性。

三、行业背景:降解剂赛道进入数据爆发期

这项研究并非孤例。2026年,靶向蛋白降解赛道整体呈现加速态势:

  • 分子胶进入商业化元年:BMS的Iberdomide预计2026年8月获批;

  • 自免蓝海开启:Kymera的STAT6降解剂KT-621口服疗效媲美度普利尤单抗,已进入特应性皮炎II期临床;IRF5降解剂KT-579、二代IRAK4降解剂KT-485均进入I期;

  • 国内管线突围:百济神州BTK PROTAC有望2026下半年加速获批;海思科已有4款降解剂进入临床;2026年AACR年会收录蛋白降解相关摘要178篇,首次披露降解剂27款(分子胶12款、PROTAC 15款),同比增加42%;

  • AI成为标配工具:AI辅助设计使研发周期缩短至12-18个月,正破解分子胶"缺乏理性设计"的黑盒属性。

四、降解剂繁荣背后的合成化学需求

PROTAC是典型的三组分嵌合体:靶标蛋白配体 + Linker + E3连接酶配体。每一个新分子的诞生都意味着:

  • Linker(PEG链、烷基链、刚性连接子等)的多样设计与合成;

  • 配体分子的官能团化改造(引入连接位点而不破坏结合活性);

  • 批量类似物(analog)的快速制备以支撑构效关系研究。

DCL05这类AI设计的分子,最终仍需要化学合成来落地验证——AI出题,化学答题。随着设计周期缩短至12-18个月,对"快速、高质、批量"定制合成能力的诉求被同步放大。

纳孚生物专注PROTAC/分子胶关键中间体的定制合成,可承接Linker库构建、配体官能团化、mg至kg级样品制备,欢迎降解剂研发团队垂询合作。

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