Les cinétiques de dissociation mesurées par SPR des complexes ternaires de PROTAC influencent le taux de dégradation de la cible

Les molécules dégradantes bifonctionnelles, connues sous le nom de chimères ciblant la protéolyse (PROTACs), fonctionnent en recrutant une cible vers une ligase E3, formant un complexe ternaire cible/PROTAC/ligase. Malgré l'importance de cette espèce intermédiaire clé, aucune validation détaillée d'une méthode pour déterminer directement les paramètres de liaison pour la cinétique des complexes ternaires n'a été rapportée, et il reste à déterminer si le réglage de la cinétique des complexes ternaires de PROTAC peut être une stratégie efficace pour améliorer l'efficacité de la dégradation ciblée des protéines. Ici, nous développons un essai basé sur la SPR pour quantifier la stabilité des complexes ternaires induits par PROTAC en mesurant pour la première fois les cinétiques de leur formation et dissociation in vitro à l'aide de protéines purifiées. Nous étalonons notre essai en utilisant quatre PROTACs qui ciblent les bromodomaines (BD) des protéines Brd2, Brd3 et Brd4 du domaine bromodomaine et extraterminal vers la ligase E3 de von Hippel-Lindau (VHL). Nous révélons des différences marquées dans les taux de sortie des complexes ternaires pour différents PROTACs qui présentent soit une coopération positive soit une coopération négative pour la formation de complexes ternaires par rapport à la liaison binaire. Le dégradant coopératif positif MZ1 forme des complexes ternaires comparativement stables et durables avec soit Brd4BD2 soit Brd2BD2 et VHL. Des complexes équivalents avec Brd3BD2 sont déstabilisés en raison d'une seule différence d'acides aminés (échange Glu/Gly) présente dans le bromodomaine. Nous observons que cette différence dans la demi-vie dissociative du complexe ternaire corrèle avec un taux initial de dégradation intracellulaire plus élevé de Brd2 et Brd4 par rapport à Brd3. Ces résultats établissent un nouvel essai pour mesurer la cinétique des complexes ternaires de PROTAC et élucider les paramètres cinétiques importants qui conduisent à une dégradation efficace de la cible.