目的铁死亡是2012年发现的一种新型细胞死亡的方式,与多种生理和病理过程有关。GPX4是GPX家族中关键的含硒半胱氨酸的抗氧化酶,通过抑制脂质过氧化物的形成,在保护细胞免受铁死亡过程中发挥关键作用。靶向蛋白降解方法的发现和快速发展受到了越来越多的关注,特别是蛋白水解靶向嵌合体(proteolysis targeting chimeras,PROTACs)。本研究旨在合成靶向 GPX4 的PROTAC降解剂,来诱导GPX4蛋白的降解并促使细胞发生铁死亡,以实现肿瘤治疗的目的。方法分析GPX4与ML162的共晶,在确定结合位点的基础上对溶剂暴露区的结构进行改造,得到ML162的衍生物作为靶向GPX4的配体结合不同的连接子及E3泛素连接酶的配体,从而合成多个系列的PROTACs。用Western blotting法进行GPX4降解活性的初步评价,用CCK-8法测定相关化合物的细胞毒性。并用流式分析法测定脂质过氧化物ABT-263作用(LPO)水平来进一步确证铁死亡的表征。结果 在本研究中,我们利用ML162衍生物和CRBN/VHL E3连接酶的配体,设计、合成和评估了 32个不同结构类型的GOncological emergencyPX4-PROTACs。Western blotting检测结果显示,大多数PROTACs对GPX4的降解效率比较温和,其中GDC-22对GPX4的降解效率最高(10 μM降解率为45%)。然而GDC-22在后续实验中未观察到明显的细胞毒性和增强的细胞内脂质过氧化水平。另外,GDC-11在GPX4降解(10 μM降解率为33%)、细胞毒性(IC50=11.69 μM)和脂质过氧化物积累(与DMSO相比增加了 2倍)方面表现出相对平衡的生物学特征,显示出典型的铁死亡特征。鉴于它们对GPX4的降解作用比较温和,我们推测对GPX4配体ML162的修饰可能不适合与GPX4结合。为了证实这一假设,进行了分子对接和量子化学理论计算。这项工作为后续GPX4-PROCobimetinib生产商TACs的研究奠定了基础,同时,为我们课题组正在进一步设计和合成靶向GPX4降解剂提供了思路。结论 利用PROTAC技术来靶向降解GPX4是诱导细胞发生铁死亡的一种有效策略,本项工作合成了大量的、结构类型不同的PROTACs为后续的研究奠定了基础。