靶向蛋白降解（Targeted protein degradation，TPD）技术受到生理过程的启发，近年来为药物开发提供了新的方向。与传统药物开发专注于针对疾病相关蛋白的活性位点不同，TPD可以利用蛋白质的任何角落或缝隙，通过细胞固有的破坏机制来驱动降解。它具有多种优点，如更强的药理作用、更广泛的药物靶点范围和更高的选择性。基于泛素-蛋白酶体系统和溶酶体降解途径，开发了多种TPD策略，包括PROTAC、PROTAB和AUTOTAC。这些TPD策略不断丰富了靶向蛋白降解的工具箱，扩大了应用范围，为生物学研究和药物发现提供了新的思路。本文就TPD策略的设计理念、优势、应用前景和面临的挑战等方面进行综述，以期对生物学家和化学家进行药物设计、药物发现和临床应用提供一些启示。
26S蛋白酶体(26S proteasome)是一种ATP依赖的多功能蛋白水解复合物，由一个蛋白水解核心颗粒（20S蛋白酶体）夹在两个19S“帽”调节复合物之间，两者以ATP依赖的方式结合在一起（图1）。它被称为“蛋白质粉碎机”，通过在多个位点切割蛋白质来降解蛋白质，在调节细胞周期和凋亡蛋白质中起着重要作用。
Figure 1. The 26S proteasome
The Journal of Cell Biology, 2000, 150(1), 119–130. doi:10.1083/jcb.150.1.119
泛素-蛋白酶体降解系统（Ubiquitin-Proteasome degradation System， UPS）是细胞内蛋白降解的主要机制，维持细胞内蛋白的稳定性，调节细胞周期、DNA修复、消除错误蛋白折叠等多种细胞过程。
泛素激活过程：
泛素（Ubiquitin, Ub）最初由泛素激活酶E1激活，随后转移到泛素结合酶E2，形成E2-Ubiquitin复合物。这个复合物然后与泛素连接酶E3相互作用，促进活化的泛素转移到它的底物。通过许多循环，多泛素链，一个独特的“标签”（被蛋白酶体识别），被共价地附着在底物上。最终，多泛素化底物被26S蛋白酶体快速识别和降解，而释放的泛素分子被循环利用，用于后续的蛋白质降解。
Figure 2 Major enzymatic components of the ubiquitin proteasome pathway (UPS). Cell Death & Differentiation, 2009, 17(1), 4–13. doi:10.1038/cdd.2009.82
蛋白质靶向嵌合体（protein -targeting chimera， PROTAC）是一种依靠UPS系统实现蛋白质降解的典型策略。
PROTAC是一种杂合双功能分子(heterobifunctional molecule)，由三部分组成：靶向目标蛋白(Protein of Interest, POI)的小分子配体、E3泛素连接酶（E3）配体以及与上述两者之间的Linker。
European Journal of Medicinal Chemistry. 2024, 279, 116837. doi.org/10.1016/j.ejmech.2024.116837
PROTAC常见的E3连接酶配体为 CRBN (cereblon),VHL (von Hippel-Lindau), IAP (inhibitor of apoptosis protein)和 MDM2 (mouse double minute 2)。其中CRBN是免疫调节亚胺类药物（IMiDs）的主要靶点，主要有来那度胺、沙利度胺和泊马度胺。
取代沙利度胺衍生物的合成
Chem. Soc. Rev., 2022, 51, 3487–3534. DOI: 10.1039/d2cs00148a
不同沙利度胺结构的合成方法总结
1、亲核芳香取代
含氟沙利度胺衍生物的亲核芳香取代（SNAr）是最常用的连接剂连接技术之一，相应的沙利度胺前体的第4和第5位可能发生SNAr反应。
The SNAr employed in the synthesis of E3 ligand–linker conjugates and PROTACs.
2、烷基化反应
采用连接物-氯乙酰胺偶联物对苯酚衍生物13进行烷基化反应。甲酯裂解后，以吡啶为溶剂，15与氨基哌啶-2,6-二酮(5)发生缩合反应。还可以选择类似的方法，环化在DCM中使用1,1'-羰基二咪唑(CDI)/4-二甲氨基吡啶（DMAP）进行的，然后通过“点击”化学将偶联物18组装成最终PROTAC。4-羟基沙利度胺（19）的酚羟基原则上也适用于直接烷基化反应。
Frequently employed alkylation reactions in CRBN ligand design
3、 Mitsunobu反应
选择含酚基的邻苯亚胺在三苯基膦（TPP或PPh3）和偶氮二羧酸二异丙酯（DIAD）或相关试剂存在下可作为亲核试剂反应。值得注意的是，酰亚胺N-H的酸性也足以发生这种转变。4-羟基铊胺（19,Scheme 5）中两个酸性部分之间的pKa差异足以使酚羟基选择性烷基化。
Mitsunobu reactions employed in the synthesis of thalidomide conjugates and PROTACs
4、金属催化反应
卤素取代的沙利度胺适于钯催化转化。在Heck型反应中使用迈克尔受体化合物，如丙烯酸甲酯，从28合成4-或5-烯基取代的沙利度胺衍生物。同一小组为其他钯介导的反应建立了标准程序，如Sonogashira或Suzuki与29的交叉偶联。通过衍生的泊马度胺和来那度胺的中间体芳基重氮盐银催化合成氰基四氮唑。
Metal-catalysed reactions with thalidomide derivatives
5、羧酸胺衍生物
沙利度胺衍生物的羧酸片段位于4位或5位，通过活性酯或者缩合剂合成上述分子。
5-Carboxamide derivatives of thalidomide
6、酰化反应
泊马度胺可与活化的酰基供体发生酰化反应
Acylation reactions employed for the attachment of alkyl linkers
泊马度胺可以先和卤代乙酰卤化物反应得到中间体，然后分别和叠氮化合物、炔基构建目标PROTACs。
Chloroacetamide-functionalised pomalidomide derivatives as the starting point for PROTAC design
E3 ligase ligand chemistries: from building blocks to protein degraders. Chem. Soc. Rev., 2022,51, 3487.
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