加速PROTACs药物开发：用MaxPeak Premier色谱柱建立可靠降解分析方法

2025-10-15 09:45:50, 沃特世技术服务沃特世科技（上海）有限公司

PROTACs介绍

PROTACs(Proteolysis Targeting Chimeras，蛋白水解靶向嵌合体)是一类异双功能分子。其一端含有靶向目标蛋白（POI）的配体，另一端则能募集E3泛素连接酶，形成哑铃型结构的三元复合物。当POI被打上泛素标签后，会被蛋白酶体识别并降解。PROTACs凭借其独特的优势 - 能够低剂量降解目标蛋白质，且不需要强活性结合位点来抑制蛋白质，已成为近年热门的药物开发对象。

图1. PROTAC工作原理。

主要挑战

复杂的样品基质与次级相互作用风险

PROTACs分子结构复杂，其强制降解产生的降解物化学性质往往未知且多样。在色谱分析中，这些分子容易与传统不锈钢色谱柱硬件的金属表面发生非特异性吸附或次级化学反应（如螯合、正负离子相吸），导致峰形拖尾、灵敏度下降、保留时间漂移，严重影响分析结果的准确性和可靠性。

解决方案

MaxPeak Premier High Performance Surface（HPS）：构建惰性屏障，消除硬件干扰

而使用沃特世的含有MaxPeak Premier涂层的色谱柱，可在分离PROTACs及其降解物的过程中提升色谱图的峰形、选择性以及灵敏度，并防止被分析物与色谱柱内金属表面发生次级反应。这是一种由高度交联层组成的杂化硅胶柱体表面涂层，化学性质与沃特世的亚乙基桥杂化 (BEH) 硅胶相似。它能够在被分析物与金属表面之间提供屏障，但不参与分离。这很好地防止了柱体表面与样品的非特异性吸附，并且阻断了金属离子从柱体进入流动相的可能性，从而无需使用强流动相添加剂、螯合剂或冗长的钝化方案。这确保了分析结果仅反映分析物与固定相之间的相互作用，大大降低了由硬件引起的重复工作风险。

图2. MaxPeak Premier涂层介绍。

案例分析

利用系统筛查开发蛋白质分解靶向嵌合体（PROTAC）化合物ARV-825强制降解样本的方法

案例背景

ARV-825是一种利用PROTAC技术开发的新型抑制剂，该技术在治疗胰腺癌、黑色素瘤、胆管癌、甲状腺癌和急性髓细胞性白血病展现出相当的疗效。它可以诱导含溴结构域蛋白4（BRD4）降解，而BRD4是许多癌症类型中的关键靶蛋白。

实验方法：寻找溶剂和固定相的最佳组合

该实验以乙腈或甲醇为流动相，对下图中的六根色谱柱进行筛选，进而找到分离被分析物的强溶剂和固定相的最佳组合。

图3. 使用甲酸改性甲醇流动相的六种色谱柱筛选结果。ACQ Prem为ACQUITY Premier色谱柱名称缩写。

使用甲醇进行分离并不能达到满意的分离效果。在这些条件下，至少有一组被分析物会发生共流出。

图4. 使用甲酸改性乙腈流动相的六种色谱柱筛选结果。ACQ Prem为ACQUITY Premier色谱柱名称缩写。

乙腈溶剂在ACQUITY Premier HSS T3色谱柱上呈现良好的分离效果。BEH C18色谱柱仍然存在共流出现象，因此HSS T3色谱柱更适合。

为什么使用MaxPeak Premier HPS色谱柱？

由于降解物的化学性质尚不清楚，为了减少金属表面和被分析物相互作用的风险，MaxPeak Premier色谱柱成为了最佳选择，大大降低了重复工作的可能性。以下是MaxPeak Premier色谱柱和标准不锈钢硬件色谱柱比较实验。

图5. 使用 ACQUITY Premier HSS T3, 2.1 x 50 mm, 1.8 μm色谱柱和ACQUITY UPLC HSS T3, 2.1 x 50 mm, 1.8 μm色谱柱分离测试混合物。

使用MaxPeak Premier HPS色谱柱时，第四和第五组分实现完全分离。此外，不锈钢柱峰8的保留时间显著延长，表明其对应的化合物在金属表面存在轻微吸附。此类次级相互作用会在分离过程中引发多种负面影响。例如，多次进样可能导致金属表面钝化，进而引起保留时间漂移。若使用不锈钢材质色谱柱，分离结果将出现偏差，大幅增加方法开发的复杂度。而MaxPeak Premier色谱柱能完全排除硬件干扰，使方法开发仅取决于分析物与固定相之间的相互作用，成为降低研发风险的首选解决方案。

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