转录因子核因子红细胞2相关因子2（Nrf2）及其主要负调节因子Cullin3-E3连接酶适配器Kelch样ECH相关蛋白1（Keap1）是调节细胞氧化还原、代谢和蛋白质稳态的关键因素[1]、[2]。现在普遍认为，Nrf2的激活可对许多以氧化应激或炎症为病理特征的疾病提供全面的细胞保护，包括代谢性疾病、炎症性疾病和自身免疫性疾病[3]。
作为富含半胱氨酸的蛋白质，Keap1在生理条件下作为氧化剂和亲电试剂的传感器，直接与Nrf2结合并使其被蛋白酶体降解。在氧化应激或暴露于某些亲电试剂时，Keap1的特定半胱氨酸会被氧化，导致其构象变化并失去与Nrf2结合的能力。随后，Nrf2被释放并激活[4]。因此，修饰Keap1的半胱氨酸或抑制Keap1-Nrf2的蛋白质-蛋白质相互作用都可以激活Nrf2，这分别促进了共价Keap1修饰剂和非共价Keap1-Nrf2 PPI抑制剂的发现[5]、[6]。作为一种新兴的药物发现和治疗方式，靶向蛋白质降解（TPD）因其强大的蛋白质降解能力而受到广泛关注，尤其是对于那些难以用传统小分子靶向的蛋白质[7]、[8]。近年来，已经开发了几种以Keap1为靶点（POI）的蛋白水解靶向嵌合体（PROTACs）（图1），这些PROTACs均通过招募E3连接酶cereblon（CRBN）在不同细胞系中表现出强大的Keap1降解和Nrf2通路激活作用[9]、[10]、[11]、[12]。
作为一种替代的TPD方法，疏水标签（HyT）连接降解剂（HyTTDs）相比PROTACs具有多个优势，如较低的分子量和较低的因特定E3连接酶突变而导致耐药性的风险[13]。与PROTACs类似，HyTTDs也被认为是双功能分子，由一个与靶蛋白结合的配体和一个模拟蛋白质错误折叠的疏水标签组成。HyTTD介导的靶蛋白降解机制较为复杂，尚未完全明了。目前提出两种主要途径：一种是HyT使靶蛋白不稳定，从而招募内源性伴侣蛋白到错误折叠的靶蛋白上，然后触发蛋白酶体降解；另一种是伴侣蛋白可能直接识别HyT，进而介导带有HyT标签的靶蛋白的蛋白酶体降解[14]、[15]、[16]、[17]。
在这项研究中，我们设计并合成了两系列针对Keap1的HyTTDs，使用了典型的金刚烷类和新型的norbornene作为HyT，其中一些降解剂表现出强烈的Keap1降解活性。最有效的HyTTDNBE5被选中进行体外和体内验证其Keap1降解机制和Nrf2激活能力。我们的发现表明NBE5可能是治疗与氧化还原失衡相关的炎症性肠病（IBD）的新候选药物，同时也是一种用于研究Keap1降解的化学生物学工具。
