LifeSensorsPROTAC® Drug Discovery

PROTAC® Drug Discovery

PROTACs (Proteolysis-targeting chimeric molecules)는 UPS (Ubiquitin Proteasome System)의 구성요소를 인위적으로 포획하여 표적 단백질을 분해하는 기술입니다. PROTAC drugs은 linker를 통해 연결된 2개의 기능적인 리간드를 포함하는 이중 기능의 저분자입니다; 한 리간드는 타겟 단백질에 결합하고, 다른 리간드는 E3 ligase에 결합합니다. 이론적으로 이 두 개체가 인접함으로 인해 타겟 단백질의 폴리 유비퀴틴화가 일어나고 그로 인해 프로테아좀에서 타겟 단백질의 분해가 발생합니다. 그러나 세포내 복잡성을 감안할 때, 이 시나리오가 항상 발생하는 것은 아니며, PROTAC을 사용한 개발 전략에는 몇 가지 해결해야 할 난제들이 있습니다.

이러한 문제를 해결하기 위해, LifeSensors사는 타겟 단백질의 폴리 유비퀴틴화와 분해를 모니터링 할 수 있는 high-throughput tool를 개발했습니다. Plate 기반 포맷으로 단백질의 유비퀴틴화를 측정함으로써 PROTAC 기반의 약물 개발을 가속시킬 수 있습니다. LifeSensors사는 세포내 유비퀴틴화 뿐만 아니라 체외에서의 유비퀴틴화를 신속하게 정량적으로, 모니터링 할 수 있도록 하는 다양한 플랫폼을 개발하고 있습니다.

출처: Xiaodong Huang et al. Cell Research (2016) 26:484-498

그림설명: PROTAC을 항암치료법으로 활용. PROTACs은 짧은 linker를 통해 한쪽에는 E3 ligase의 기질에 해당하는 리가드를 부착시키고, 다른 한쪽에는 타겟 단백질을 유인하는 리가드를 결합시켜 만든 이중 기능의 저분자 물질입니다.

현재 PROTAC 신약 개발은 스크리닝과 SAR (구조와 활성간의 관계Structure-activity relationship)를 확립하기 위해 웨스턴 블롯과 같은 전통적인 방법을 사용하고 있습니다. 대안으로, PROTAC 타겟에 luciferase와 같은 리포터 유전자를 결합하고, 효소활성에 따른 분해를 모니터링 합니다. 이러한 방법은 처리량이 매우 낮고 시간이 많이 걸리며, 왜곡되기 쉽습니다. LifeSensors사는 PROTAC 매개하는 유비퀴틴화 및 타겟 단백질 분해를 직접 모니터링하는 high-throughput 방법을 개발했습니다. Microtiter plate 기반의 방법을 통해 타겟 단백질에 유비퀴틴화가 진행되고 이후 분해로 인한 소멸 결과를 모니터링 합니다. 이러한 방법으로 의약화학자들은 PROTAC 효능에 대한 지침을 빠르게 받을 수 있을 것입니다.

T: Target protein

D: Degrader (such as PROTAC)

E2: Ubiquitin conjugating enzyme

E3: Ubiquitin ligase (Transfer Ub to self or substrate/Forms mono-Ub or poly-Ub chains

PROTAC® Assay Plate

LifeSensors사는 타겟 단백질의 PROTAC 매개 유비퀴틴화 및 분해를 직접 모니터링 할 수 있는 high-throughput 기반의 방법을 개발했습니다. 이 방법은 내재 단백질이나 세포주를 사용하여, 빠르고, 효율적으로 정량화 할 수 있습니다. 안정적인 세포주 생성이나 타겟 단백질 태그과 같은 인위적인 작업이 필요 없습니다.

제품 특장점

▶ Cell lysates에서 관심 단백질의 유비퀴틴화 수준에서 PROTAC 화합물의 high-throughput 스크리닝이 가능하며

▶ Cell lysates에 PROTAC 처리 후, plate 기반으로 관심 단백질의 유비퀴틴화 및 분해 정도 분석

▶ 정량적이지 않은 웨스턴 블롯과 달리 PROTAC 활동의 정량적 측정 가능

▶ 하루 만에 수행할 수 있는 효율적이고 신속한 분석법

▶ 내재 단백질을 활용함으로 세포주를 생성해야 하거나 관심 단백질에 태그를 붙여야 하는 과정이 필요 없습니다.