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制是通過結合靶蛋白的活性位點從而抑制靶蛋白的功能，但小分子成藥的技術也面臨著諸多的限制和挑戰(zhàn)，例如小分子藥物會常出現(xiàn)耐藥性；需要維持一定的體內藥物濃度才能發(fā)揮作用；另外，還有很多靶點被認為是小分子所無法靶向的。

PROTAC技術的出現(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作為化學生物學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技術已日趨成熟，很多突破性的研究顯著加速了該領域的發(fā)展。由于現(xiàn)在的有機合成常使用HPLC方法進行分離純化，同時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)設備也是制藥公司所*的研發(fā)設備之一。

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平臺，它可以利用人體自身的天然蛋白質一次性系統(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(藍色)連接到相應的蛋白質配體(POI，紅色)。PROTAC使E3連接酶(藍色)和POI(橙色)相互接近，引發(fā)泛素(綠色)向靶標的多次轉移，終導致細胞內POI的蛋白酶體降解。

相關臨床試驗

PROTAC技術在克服耐藥性和靶向不可成藥靶點方面展現(xiàn)出了非常大的潛力。作為PROTAC技術的代表公司Arvinas，目前處于臨床I-III期的兩個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，針對轉移性去勢抵抗性前列腺癌患者的1/2期臨床試驗結果顯示，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陰性晚期或轉移性乳腺癌的 1期臨床試驗中取得積極數(shù)據(jù)。

PROTAC技術優(yōu)勢（來源：Arvinas）

（點擊可查看大圖）

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

國內其他制藥企業(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。其中分迪科技已建立了一個*的早期PROTAC新藥發(fā)現(xiàn)平臺，利用該平臺已完成5類PROTAC分子的篩選與設計，并且已有多個案例證實了其針對降解靶點篩選苗頭化合物的能力。五元生物也構建了具有自主知識產(chǎn)權的PROTAC平臺，主要應用于新一代非小細胞肺癌新藥研發(fā)，并用類器官技術為PROTAC分子的提供有效性和安全性評估。

PROTAC合成階段的難點

在合成目標產(chǎn)物時，由于合成條件不確定，很可能會出現(xiàn)大量的不同條件下的合成初產(chǎn)物，需濃縮后鑒定產(chǎn)物是否是目標物質。其中合成過程中會用到類似DMSO，NMP,HCL,TFA等有機溶劑，這些溶劑有的沸點高，有的具有強酸腐蝕性，需要用高質量濃縮設備進行濃縮去除。

DMSO（二甲基亞砜）是一種溶劑，可作為有機溶劑，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在常壓下沸點高達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，適用絕大部分有機溶劑，結合加熱的蒸汽管道和系統(tǒng)組件，可以承受強烈的試劑腐蝕，妥善且*地將DMSO溶劑去除。

TFA（C2HF3O2）是聚合反應的催化劑，也是有機反應的優(yōu)良溶劑，能促進反應達到理想效果，極易揮發(fā)。GeneVac EZ-2可以選配耐酸型號，耐酸設備的材料和零件將會使用鎳合金，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PROTAC是小分子還是合成后的混合樣品，作為一種粗混物，都要在純化前進行濃縮。這可能涉及到一系列的有機合成步驟包括使用大量的有機溶劑，包括腐蝕性的酸性溶液，比如HCl或TFA。如果一個目標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將會是一套非常優(yōu)秀的平行濃縮設備。

Sample Genie Kit

在篩選合成產(chǎn)物階段，每次合成反應產(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，樣品可以自動保存到GC小瓶中，免除用戶因下游檢測導致來回轉移樣品從而導致浪費的煩惱，大大節(jié)省用戶時間，且有60ml，125ml和250ml多種規(guī)格可供用戶選擇。

智能運行

由于有機合成使用溶劑的復雜性，通常在樣品濃縮和干燥過程中會耗費大量時間，用戶一般都需要過夜使用儀器設備。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，運行就開始了，整個過程都是智能化的，無需人員干預，結束后，運行自動停止。

離心濃縮不僅僅停留于合成階段

新藥研發(fā)大致?lián)碛?個階段（見下表），每個階段的目的都不同。除了在PROTAC合成階段的應用之外，在臨床前研究階段，例如藥代動力學實驗和DMPK實驗，研發(fā)人員同樣需要使用離心濃縮設備代替?zhèn)鹘y(tǒng)的旋蒸和氮吹的方式，用來進行樣品的制備和動物實驗測試。使用GeneVac EZ-2設備設置2步儀器就可以自動開始樣品濃縮和干燥工作，為用戶省時省力省心。

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通過不斷的實驗與研發(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。使用了先進的技術——Dri-pure®防暴沸樣品保護系統(tǒng)，防止樣品交叉污染和由于交叉污染而導致的損失。幫助您從干燥、濃縮、凍干得到“蓬松的粉末”。

EZ-2 4.0的第一批客戶中，有這樣一家美國生物科技公司，其擅長合成生物學，主營核酸合成業(yè)務用于醫(yī)學和農業(yè)，至今已經(jīng)采購了18臺EZ-2 4.0來滿足他們的業(yè)務需求。

01 性能無懈

EXALT結晶技術，該技術可用于結晶研究，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置然后離開，設備將會自動運行并停止，無需任何特殊培訓。

關于德祥

自1992年創(chuàng)辦以來，德祥就一直是科學儀器行業(yè)內頗受尊敬的優(yōu)質供應商。我們熱忱地信仰，科學技術能為我們的客戶帶來高品質的生活，為我們的市場、社會以及我們所存在的世界帶來價值。

參考文獻

[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. 蛋白質純化指南[M]. 科學出版社, 2013.