小分子藥物研發(fā)和合成瓶頸

傳統(tǒng)的小分子抑制劑的作用機(jī)制是通過結(jié)合靶蛋白的活性位點(diǎn)從而抑制靶蛋白的功能，但小分子成藥的技術(shù)也面臨著諸多的限制和挑戰(zhàn)，例如小分子藥物會(huì)常出現(xiàn)耐藥性；需要維持一定的體內(nèi)藥物濃度才能發(fā)揮作用；另外，還有很多靶點(diǎn)被認(rèn)為是小分子所無法靶向的。

PROTAC技術(shù)的出現(xiàn)給小分子藥物的瓶頸帶來了曙光，可以妥善地解決小分子藥物面臨的諸多難題。2001年，PROTAC作為化學(xué)生物學(xué)方法和新的治療方法在這一年被

初步提出來，經(jīng)過20年的發(fā)展，PROTAC技術(shù)已日趨成熟，很多突破性的研究顯著加速了該領(lǐng)域的發(fā)展。由于現(xiàn)在的有機(jī)合成常使用HPLC方法進(jìn)行分離純化，同時(shí)需要較高通量的平行篩選化合物庫，因此高通量智能化的溶劑蒸發(fā)設(shè)備也是制藥公司所*的研發(fā)設(shè)備之一。

PROTAC作用原理

PROTAC是蛋白靶向降解嵌合體的縮寫（Proteolysis-Targeting Chimera）。這是一種新興的生物制藥技術(shù)平臺(tái)，它可以利用人體自身的天然蛋白質(zhì)一次性系統(tǒng)地來治療癌癥和其他疑難雜癥。

PROTAC是由E3連接酶配體(黃色)組成的異源雙功能分子，通過連接酶(藍(lán)色)連接到相應(yīng)的蛋白質(zhì)配體(POI，紅色)。PROTAC使E3連接酶(藍(lán)色)和POI(橙色)相互接近，引發(fā)泛素(綠色)向靶標(biāo)的多次轉(zhuǎn)移，最終導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)POI的蛋白酶體降解。

相關(guān)臨床試驗(yàn)

PROTAC技術(shù)在克服耐藥性和靶向不可成藥靶點(diǎn)方面展現(xiàn)出了非常大的潛力。作為PROTAC技術(shù)的代表公司Arvinas，目前處于臨床I-III期的兩個(gè)PROTAC藥物ARV-110（靶向雄激素受體，治療前列腺癌）和ARV-471（靶向雌激素受體，治療乳腺癌），都展現(xiàn)出了積極的治療數(shù)據(jù)。

ARV-110是一款靶向雄激素受體（AR）的蛋白降解劑，針對轉(zhuǎn)移性去勢抵抗性前列腺癌患者的1/2期臨床試驗(yàn)結(jié)果顯示，ARV-110在攜帶特定基因突變的患者群中， 將40%患者的前列腺特異性抗原水平降低50%以上 。

ARV-471是一款靶向雌激素受體（ER）的蛋白降解劑，已在針對 ER陽性/HER2陰性晚期或轉(zhuǎn)移性乳腺癌的 1期臨床試驗(yàn)中取得積極數(shù)據(jù)。

PROTAC技術(shù)優(yōu)勢（來源：Arvinas）

（點(diǎn)擊可查看大圖）

此外，國內(nèi)PROTAC技術(shù)先鋒則起源于四川海思科醫(yī)藥集團(tuán)。目前，該公司的HSK29116是國內(nèi)僅有通過NMPA的IND申報(bào)，并處于臨床一期的藥物。

國內(nèi)其他制藥企業(yè)及CDMO公司，例如藥明康德，分迪科技，凌科藥業(yè)，開拓藥業(yè)，五元生物等公司紛紛布局PROTAC平臺(tái)。其中分迪科技已建立了一個(gè)*的早期PROTAC新藥發(fā)現(xiàn)平臺(tái)，利用該平臺(tái)已完成5類PROTAC分子的篩選與設(shè)計(jì)，并且已有多個(gè)案例證實(shí)了其針對降解靶點(diǎn)篩選苗頭化合物的能力。五元生物也構(gòu)建了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的PROTAC平臺(tái)，主要應(yīng)用于新一代非小細(xì)胞肺癌新藥研發(fā)，并用類器官技術(shù)為PROTAC分子的提供有效性和安全性評估。

PROTAC合成階段的難點(diǎn)

在合成目標(biāo)產(chǎn)物時(shí)，由于合成條件不確定，很可能會(huì)出現(xiàn)大量的不同條件下的合成初產(chǎn)物，需濃縮后鑒定產(chǎn)物是否是目標(biāo)物質(zhì)。其中合成過程中會(huì)用到類似DMSO，NMP,HCL,TFA等有機(jī)溶劑，這些溶劑有的沸點(diǎn)高，有的具有強(qiáng)酸腐蝕性，需要用高質(zhì)量濃縮設(shè)備進(jìn)行濃縮去除。

DMSO（二甲基亞砜）是一種溶劑，可作為有機(jī)溶劑，參與到醇，鹵化物，環(huán)氧化物的氧化過程中；也可以作為溶劑，將藥物溶解在其中，加速藥物向人體滲透。DMSO在常壓下沸點(diǎn)高達(dá)189℃，難以蒸發(fā)。GeneVac EZ-2可以配備多種高性能真空泵，其中帶Teflon隔膜的ILMVAC泵具有更高性能，適用絕大部分有機(jī)溶劑，結(jié)合加熱的蒸汽管道和系統(tǒng)組件，可以承受強(qiáng)烈的試劑腐蝕，妥善且*地將DMSO溶劑去除。

TFA（C2HF3O2）是聚合反應(yīng)的催化劑，也是有機(jī)反應(yīng)的優(yōu)良溶劑，能促進(jìn)反應(yīng)達(dá)到理想效果，極易揮發(fā)。GeneVac EZ-2可以選配耐酸型號，耐酸設(shè)備的材料和零件將會(huì)使用鎳合金，玻璃和Teflon，*可以抵抗各種酸性試劑的腐蝕。

Genevac消除PROTAC合成階段的瓶頸

無論P(yáng)ROTAC是小分子還是合成后的混合樣品，作為一種粗混物，都要在純化前進(jìn)行濃縮。這可能涉及到一系列的有機(jī)合成步驟包括使用大量的有機(jī)溶劑，包括腐蝕性的酸性溶液，比如HCl或TFA。如果一個(gè)目標(biāo)的化合物庫正在處于該階段，并且下游研究需要更多的篩選步驟，那么GeneVac EZ-2/HT S3i將會(huì)是一套非常優(yōu)秀的平行濃縮設(shè)備。

Sample Genie Kit

在篩選合成產(chǎn)物階段，每次合成反應(yīng)產(chǎn)物都比較珍貴，GeneVac EZ-2可配備Sample Genie濃縮套裝，在每一次完成樣品的濃縮干燥后，樣品可以自動(dòng)保存到GC小瓶中，免除用戶因下游檢測導(dǎo)致來回轉(zhuǎn)移樣品從而導(dǎo)致浪費(fèi)的煩惱，大大節(jié)省用戶時(shí)間，且有60ml，125ml和250ml多種規(guī)格可供用戶選擇。

智能運(yùn)行

由于有機(jī)合成使用溶劑的復(fù)雜性，通常在樣品濃縮和干燥過程中會(huì)耗費(fèi)大量時(shí)間，用戶一般都需要過夜使用儀器設(shè)備。GeneVac EZ-2采用全觸屏控制面板，可編輯方法中各種參數(shù)，只需選擇方法，按“開始"鍵，運(yùn)行就開始了，整個(gè)過程都是智能化的，無需人員干預(yù)，結(jié)束后，運(yùn)行自動(dòng)停止。

離心濃縮不僅僅停留于合成階段

新藥研發(fā)大致?lián)碛?個(gè)階段（見下表），每個(gè)階段的目的都不同。除了在PROTAC合成階段的應(yīng)用之外，在臨床前研究階段，例如藥代動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)和DMPK實(shí)驗(yàn)，研發(fā)人員同樣需要使用離心濃縮設(shè)備代替?zhèn)鹘y(tǒng)的旋蒸和氮吹的方式，用來進(jìn)行樣品的制備和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)測試。使用GeneVac EZ-2設(shè)備設(shè)置2步儀器就可以自動(dòng)開始樣品濃縮和干燥工作，為用戶省時(shí)省力省心。

藥物研發(fā)各階段

SP GeneVac全新第四代EZ-2 ·溶劑蒸發(fā)工作站

第四代SP GeneVac EZ-2系列溶劑蒸發(fā)工作站現(xiàn)已隆重上市。GeneVac通過不斷的實(shí)驗(yàn)與研發(fā)，全新升級的EZ-2 4.0溶劑蒸發(fā)工作站為用戶帶來更*的性能，更便捷的操作流程，更少的環(huán)境影響。

EZ-2 4.0溶劑蒸發(fā)工作站確?？焖?、簡單、安全和環(huán)境友好地清除所有常用的溶劑和酸。使用了先進(jìn)的技術(shù)——Dri-pure®防暴沸樣品保護(hù)系統(tǒng)，防止樣品交叉污染和由于交叉污染而導(dǎo)致的損失。幫助您從干燥、濃縮、凍干得到“蓬松的粉末"。

EZ-2 4.0的客戶中，有這樣一家美國生物科技公司，其擅長合成生物學(xué)，主營核酸合成業(yè)務(wù)用于醫(yī)學(xué)和農(nóng)業(yè)，至今已經(jīng)采購了18臺(tái)EZ-2 4.0來滿足他們的業(yè)務(wù)需求。

01 性能無懈

EXALT結(jié)晶技術(shù)，該技術(shù)可用于結(jié)晶研究，例如多晶型篩選

02 簡單操控，只需2步

操作人員可以通過簡單幾步操作完成樣品加載和設(shè)置然后離開，設(shè)備將會(huì)自動(dòng)運(yùn)行并停止，無需任何特殊培訓(xùn)。

關(guān)于德祥

自1992年創(chuàng)辦以來，德祥就一直是科學(xué)儀器行業(yè)內(nèi)頗受尊敬的優(yōu)質(zhì)供應(yīng)商。我們熱忱地信仰，科學(xué)技術(shù)能為我們的客戶帶來高品質(zhì)的生活，為我們的市場、社會(huì)以及我們所存在的世界帶來價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1] Yutian, Zou, D anhui, et al. The PROTAC technology in drug development.[J]. Cell biochemistry and function, 2019.

[2]  Ding Y ,  Fei Y ,  Lu B . Emerging New Concepts of Degrader Technologies[J]. Trends in Pharmacological Sciences, 2020, 41(7).

[3]  An S ,  Fu L . Small-molecule PROTACs: An emerging and promising approach for the development of targeted therapy drugs[J]. Ebiomedicine, 2018.

[4]  Qi S M ,  Dong J ,  Xu Z Y , et al. PROTAC: An Effective Targeted Protein Degradation Strategy for Cancer Therapy[J]. Frontiers in Pharmacology, 2021, 12:692574.

[5] R.R.伯吉斯, M.P.多伊徹. 蛋白質(zhì)純化指南[M]. 科學(xué)出版社, 2013.