RuPHOTAC:红光笼子控制蛋白质降解

美国北卡罗来纳州立大学(NC State)的研究人员开发出一种方法,可以让破坏蛋白质的分子保持关闭状态,直到低能量红光将其释放。这项名为 RuPHOTAC 的技术发表于《自然·通讯》,并在实验室和斑马鱼中进行了测试。

基础分子是 PROTAC,即蛋白水解靶向嵌合体。它们同时结合目标蛋白和一种酶,该酶会标记目标蛋白,以便细胞自身的清除系统将其处理。由于一个 PROTAC 可以接连标记多个蛋白,其作用是催化性的:它不是仅仅阻断蛋白,而是帮助清除蛋白。

问题在于作用范围。许多与疾病相关的蛋白在健康组织中也有重要功能,在全身破坏它们可能带来不良影响。提出的解决方案是一个钌“笼子”,钌属于铂族金属,在分子被束缚时阻止两种蛋白靠近。

通讯作者、NC State 化学教授 Edith C. (Phoebe) Glazer 表示,钌就像一个沙滩球,阻挡蛋白相遇。用低能量红光照射后,钌被去除,PROTAC 开始发挥作用。选择红光是因为它比能量更高、对细胞更具伤害性的紫外光更能穿透生物组织。

在测试中,研究团队在目标蛋白上使用荧光标记,以测量光释放后的破坏情况。在斑马鱼模型中,RuPHOTAC 无毒,并且在红光下能有效减少特定区域的蛋白。但作者指出一个限制:光穿透在色素较浅的组织中效果更好。

需要正确看待这一进展:这是一项概念验证,而不是一种可用疗法。在任何临床应用之前,仍需进行安全性研究、向内部器官输送光的研究以及分子在体内行为的研究。其直接价值在于控制:仅在需要的时间和地点开启蛋白降解。

图片来源:Phoebe Glazer / NC State,经 Phys.org 发布。图片展示了光笼 RuPHOTAC 的总体设计。

来源:NC State 和 Nature Communications(Havrylyuk 等,2026,DOI: 10.1038/s41467-026-78110-x)。

透明度说明:本文在人工智能辅助下制作,基于对公开网络来源的交叉核查,包括大学发布的信息和下文引用的同行评审论文。请查阅原始来源以确认细节。

Muse