SCIEX在PROTAC药物定量分析中的解决方案

PROTAC即靶向蛋白降解嵌合体(Proteolysis-Targeting Chimeras)，是一种利用泛素-蛋白酶系统 (Ubiquitin-Proteasome System, UPS) 对靶蛋白进行降解的药物开发技术。PROTAC是一个两端含有不同配体的化学分子，一端是结合E3连接酶的配体，另一端是结合细胞内蛋白质的配体，这两个配体再由一段连接子连接起来。这样的化学分子既可以结合E3泛素连接酶，又可以结合细胞内蛋白质，通过把靶向的蛋白质招募到E3泛素连接酶附近来实现靶向蛋白质的多泛素化，最后被蛋白酶体降解。

PROTAC的特点是可以循环使用，而不被蛋白酶体降解。在患者体内，PROTAC的靶蛋白配体和靶蛋白结合，E3泛素连接酶配体和细胞内的E3泛素连接酶的底物结合区结合，从而通过连接子把靶蛋白拉进到E3泛素连接酶旁边，实现UPS系统将靶蛋白降解^[1]。

传统小分子需要知晓靶蛋白的内在位点和机制来结合然后起效，而PROTAC则不用重视靶蛋白本身机制，无需竞争位点，只要结合上就直接将靶蛋白泛素化标记后降解^[2]。由于它的机制特殊，仅需要少量就可发挥药效，用量常常是纳摩尔级别，这也给它的安全性和活性评价带来一定难度。

SCIEX已开发多种PROTAC类药物的血浆基质定量方案，本文将介绍其中的两种。
 

ARV-110 (Bavdegalutamide)是一种治疗转移性去势抵抗性前列腺癌的PROTAC药物，目前的报道显示其在临床试验中展现出持续的抗肿瘤活性和患者获益证据。

本方法采用沉淀蛋白后再吹干复溶的方式进行血浆前处理，通过SCIEX Triple Quad^™ 系统对大鼠血浆中ARV-110进行直接定量分析，在血浆基质中定量下限LLOQ可达5 pg/mL（图1），方法选择性好，灵敏度高。ARV-110化合物的回归方程和线性范围见图2，ARV-110在5~5000 pg/mL的浓度范围内线性关系良好。
 

图1. ARV-110在空白血浆、5 pg/mL、10 pg/mL、
20 pg/mL和50 pg/mL大鼠血浆基质中峰图信息。
 

图2. ARV-110的标准曲线和线性图谱，
线性范围5~5000 pg/mL，线性相关系数 r=0.998
 

GNE-987是一种降解溴结构域蛋白4 (BRD4) 的PROTAC，由VHL配体、BRD4配体与间隔基团组成，具有皮摩尔级别的BRD4降解活性，所以这也给它的安全性和活性评价带来了一定难度。

本方法采用甲基叔丁基醚萃取后再用氮气吹干并复溶的方式进行血浆前处理，通过SCIEX Triple Quad^™ 系统对大鼠血浆中PROTAC药物GNE-987进行直接定量分析。方法前处理简单，灵敏度高，定量下限LLOQ可达2 pg/ml（图3），浓度范围在2 pg/ml ~ 10 ng/ml呈良好的线性关系（图4）。
 

图3. GNE-987在空白血浆和
不同浓度血浆样品中的峰图信息
 

图4. GNE-987的线性关系图

参考文献
1. Louise M. Sternicki, Jim Nonomiya, Miaomiao Liu, et al. Native Mass Spectrometry for the Study of PROTAC GNE-987-Containing Ternary Complexes [J]. Chem Med Chem, 2021, 16, 1-6.

2. Lawrence B. Snyder, ArvinasInc, New Haven, CT. Discovery of ARV-110, a first in class androgen receptor degrading PROTAC^® for the treatment of men with metastatic castration resistant prostate cancer. www.arvinas.com