常氧下，HIF-1α经脯氨酰羟化后被VHL识别，随后进入泛素—蛋白酶体降解途径。低氧抑制这一步羟化，HIF-1α随之积累。如果另用一个分子连接HIF-1α与VHL，能否绕过原有的识别要求，恢复低氧条件下的降解？
2026年9月14日，南安普顿大学研究团队在JACS报道了一组环肽蛋白水解靶向嵌合体（PROTAC）。团队以阻断HIF-1α/HIF-1β相互作用的环肽为起点，接入VHL配体，尝试把结合分子改造成降解分子。代表性分子75在3%氧下能够降低HCT116细胞中的HIF-1α，但在1%氧下，短时与长时结果并不一致。
先为VHL配体找一个连接位置
微量热泳动（MST）测量显示，起始六肽cyclo-CLLFVY对分离的HIF-1α PAS-B结构域的解离常数为35±7 μM。经过天然与非天然氨基酸的逐位替换，研究得到化合物50，解离常数降至360±120 nM。
连接臂的位置也要结合替换结果选择。在第3位，多数脂肪族侧链替换对亲和力影响较小；换成α-氨基丁酸后，亲和力却比第3位为亮氨酸的化合物47弱约35倍。团队据此推测，这一位置可能通过影响环肽构象参与结合，而未必直接接触靶蛋白。
后续构建选用的是47。其亲和力与50在统计上无可区分，溶解性和合成便利性略好。团队分别从第2位或第3位接入连接臂，再连接VHL配体VH032，构建了两组共18种衍生物：一组采用可用于固相肽合成的双功能氨基酸，另一组采用聚乙二醇连接臂。
Tat接入后，细胞筛选出现活性
在10 μM去铁胺诱导HIF-1α积累的HCT116细胞中，这18种衍生物最初都没有降低HIF-1α。团队将细胞通透性列为可能的限制因素，随后通过二硫键接入Tat细胞穿透肽。
加入Tat后，两个连接臂系列均出现降解活性。第3位连接的表现总体优于相应的第2位连接；在双功能氨基酸系列中，活性随连接臂延长而提高。所测衍生物中，表现最好的75采用第3位聚乙二醇连接臂，在上述去铁胺诱导条件下，DC₅₀为1.4±0.1 μM。
为了检验75能否同时连接靶蛋白与VHL，团队在MST实验中比较了两种条件。在不含VHL复合物的条件下，75与HIF-1α PAS-B结构域的结合曲线趋于饱和，解离常数为1.7±1.5 μM；在相同条件下加入VHL–Elongin B/C复合物，MST响应则随75浓度先升后降。研究团队将这一差异作为三元复合物形成的证据。
回到细胞实验，去掉VH032的对照分子未引起HIF-1α下降；加入蛋白酶体抑制剂MG132（20 μM）后，75引起的下降也被阻断。这两个对照支持75通过VHL招募及蛋白酶体途径促进HIF-1α降解。
1小时能降低蛋白，6小时为何不再明显？
去铁胺筛选之后，团队转入氧浓度受控的培养环境。在3%氧下，75使HCT116细胞的HIF-1α呈剂量依赖下降，DC₅₀为7.6±2.4 μM。两种条件下的DC₅₀均以各自诱导条件中的溶剂对照为100%、常氧蛋白水平为0%归一化计算。
在1%氧下培养6小时，即使用40 μM的75，HIF-1α信号的下降也不明显。然而，当观察终点提前到1%氧下的1小时，40 μM的75仍能降低蛋白信号。
在未加75的溶剂对照中，HIF-1α信号从1%氧培养1小时到6小时约增加至3倍。团队于是用环己酰亚胺（CHX）抑制蛋白合成，考察减少新蛋白补充后的变化。
细胞接受75或溶剂处理后，先在常氧下孵育1小时，再转入1%氧环境培养1小时或6小时，最后加入CHX处理30分钟后收样。CHX本身降低了HIF-1α信号；预先使用75再加CHX，信号比仅用CHX的组别进一步降低。
短时实验与CHX对照支持作者的解释：75在1%氧下仍可促进HIF-1α降解，但持续补充的蛋白可能抵消部分清除，使6小时后的总蛋白水平不再呈现明显下降。合成与降解速率尚未被直接测量。
目前，相关证据限于体外结合和细胞实验，尚未评估抗增殖活性，也没有动物抗肿瘤疗效或临床获益数据。上述解离常数与DC₅₀均为3次重复的均值±标准差。
配图为原论文Visual Abstract，依据知识共享署名4.0许可原样使用。[许可说明](https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/)。
原文信息
论文标题：Cyclic Peptide PROTACs Restore VHL-Mediated HIF-1α Degradation in Hypoxia
期刊：Journal of the American Chemical Society
年份：2026
DOI：[10.1021/jacs.6c08218](https://doi.org/10.1021/jacs.6c08218)