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Degradação proteica direcionada

Modelo 3D de uma estrutura de cocristal com a PROTAC, em verde, ligada ao alvo, em amarelo, e a ubiquitina E3, em rosa, para degradação proteica direcionada.

A degradação proteica direcionada (DPD) é uma nova estratégia de descoberta de medicamentos que erradica proteínas problemáticas das células assumindo o controle dos processos de degradação celular com moléculas pequenas. Um desses processos é a via da ubiquitina-proteassoma, um mecanismo de controle de qualidade intracelular que utiliza ubiquitina E3 ligases e parceiros associados para encontrar proteínas danificadas ou com erros de dobramento para degradação através da via de proteassoma ou "lixeira celular". As quimeras direcionadas à proteólise (degradadores PROTAC® ) são moléculas heterobifuncionais contendo uma “ogiva” direcionada para uma doença específica e um ligante E3 ligase, unidos por um ligante.

Quando adicionadas às células, elas recrutam a proteína-alvo para a E3 ligase, assumindo o controle da via de degradação nativa para remover o alvo da doença. Essa abordagem de silenciamento de proteínas produz fenótipos que foram chamados de equivalentes químicos ao CRISPR – ainda que com controle com moléculas pequenas.


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A degradação mediada por PROTAC® fornece muitas vantagens à inibição tradicional baseada em ocupação por moléculas pequenas. Degradadores desenvolvidos a partir de sondas, ogivas ou inibidores demonstram melhores respostas celulares e seletividade de alvos. Como o degradador não é eliminado juntamente com o alvo, ele é reciclado, atuando catalicamente em doses mais baixas. Por fim, onde cerca de 80% dos alvos proteicos foram considerados impossíveis de trabalhar às moléculas pequenas tradicionais devido à ausência de cavidades de ligação ou sítios ativos definidos ("não ligáveis a medicamentos"), ligantes de menor afinidade foram transformados com sucesso em degradadores bem sucedidos por sua capacidade de recrutar diversos alvos para uma E3 ligase. Devido em parte a essas razões, os degradadores de proteínas foram identificados como novas modalidades na descoberta de medicamentos e têm um futuro promissor como ferramentas de pesquisa.

Como os degradadores de proteínas interagem com uma proteína-alvo e E3 ligase simultaneamente, o seu processo de design não é trivial. Uma abordagem modular é frequentemente adotada para gerar bibliotecas de PROTAC® para testar a degradação das proteínas-alvo. Para isso, permutações estratégicas de ligantes a E3, ogivas-alvo e ligantes são sintetizadas com crescente atenção às propriedades do ligante e vetores de saída. Cada membro da biblioteca de degradadores específicos para um alvo é analisado quanto ao esgotamento do alvo nas células, fornecendo pistas para posterior otimização e caracterização.

PROTAC® é uma marca comercial registrada da Arvinas Operations, Inc. e é usada sob licença.





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