中国科学院上海药物研究所研究员陈小华、谭敏佳团队发展了多重光交联化学生物学策略，系统解析了Midnolin的蛋白质互作组，揭示其介导的非泛素依赖的底物降解机制，显著拓展了Midnolin的降解底物谱及潜在的可调控蛋白空间，为靶向“难成药”靶标的降解提供了新思路。3月12日，相关研究成果发表于《美国化学会志》。

蛋白质降解是细胞维持蛋白稳态、调控关键生命活动的核心过程，泛素-蛋白酶体系统与溶酶体系统是细胞内主要的蛋白降解途径。Midnolin-蛋白酶体途径是一种非泛素依赖性的蛋白降解机制，可绕过经典的泛素化过程，直接招募底物至蛋白酶体进行降解，展现靶向传统“难成药”靶标的巨大潜力。由于Midnolin与其互作蛋白之间往往是动态或微弱的相互作用，现有方法难以全面、精确地发现其完整的互作组，极大地限制了对Midnolin功能多样性的理解及其治疗潜力的挖掘。

在前期研究基础上，研究团队构建了一种高效的多重光交联平台，能高灵敏、有效地揭示Midnolin的蛋白质互作组。研究团队一方面，采用具有赖氨酸选择性的光交联剂，实现对Midnolin互作蛋白的精准捕获；另一方面通过基因密码子扩展技术，将具有光交联活性的非天然氨基酸定点引入到Midnolin的Catch结构域中，在光激活下实现活细胞内Midnolin与互作蛋白的共价捕获。

基于此平台，研究团队成功鉴定出一批Midnolin的互作蛋白，显著扩展了Midnolin已知的互作蛋白谱。研究团队首次发现并验证了4个新的Midnolin降解底物，ETV3、JUN、PRKD1和FN3KRP。值得注意的是，这些新底物是现有基于蛋白质稳定性的荧光筛选方法无法检测到的。

研究团队进一步分析发现，Midnolin能够介导转录因子JUN蛋白的非泛素依赖的蛋白酶体途径降解，提示通过Midnolin介导JUN降解在疾病治疗中的潜力。研究团队同时发现多个Midnolin的非降解互作蛋白，揭示了Midnolin在降解之外调控底物蛋白的其他细胞功能。

多重光交联化学生物学策略揭示Midnolin蛋白质互作组及其介导的非泛素依赖降解底物。研究团队供图

相关论文信息：https://doi.org/10.1021/jacs.5c22099