近期，靶向蛋白降解剂（TPD）领域取得重要进展——国际顶级学术期刊《Nature Communications》发表题为《Structural basis for selective and potent degradation of IRAK4 by KT-474》的研究论文。该研究首次解析了靶向蛋白降解药物KT-474与靶蛋白IRAK4、E3连接酶受体CRBN/DDB1形成的三元复合物冷冻电镜结构，并基于电镜结构解释了KT-474为何在体外实验显示负协同性时仍具有强效的降解效应的分子机制，为靶向蛋白降解剂的理性设计提供了重要的结构生物学依据，拓展了靶向蛋白降解剂设计新思路。维亚生物蛋白科学、冷冻电镜、体外生物检测（Bioassay）及表面等离子共振（SPR）等多学科研究团队深度参与该项目研究，为该创新研究提供了一体化技术支持。
（来源于Nature官网）
从一个"反常现象"开始：负协同性为何仍能实现高效降解？
IRAK4（Interleukin-1 Receptor-Associated Kinase 4）是天然免疫和炎症信号通路中的关键激酶，在多种自身免疫性疾病和炎症相关疾病中发挥重要作用。近年来，通过PROTAC等靶向蛋白降解技术实现IRAK4选择性降解，被认为是突破传统激酶抑制剂局限的重要策略。KT-474作为一款进入临床阶段的IRAK4降解剂，已在炎症及免疫疾病领域展现出良好的治疗潜力。然而，其能够实现强效且高度选择性降解IRAK4的结构基础此前尚未得到充分阐明。
在研究KT-474作用机制过程中，研究团队首先通过Bioassay、生化实验及SPR等实验发现了一个颠覆传统认知的现象：在用Bioassay研究KT-474结合成二元复合物的亲和力与其形成三元复合物的亲和力之比即：协同性时发现KT-474协同性为负值（α=IC50CRBN/IC50CRBN:IRAK4=0.06），随后用SPR技术进行验证研究也证实了KT-474分子表现为负协同性这一结果，这一结果与PROTAC领域的传统认知并不完全一致。长期以来，PROTAC分子表现为正协同性（α>1）通常被认为更有利于实现高效降解，而KT-474却呈现出"负协同性、高降解效率"并存的特点。这一发现提出了新的科学问题：决定PROTAC降解效率的关键因素究竟是什么？负协同性为何仍能实现优异的降解活性？
结构解析揭示KT-474突破传统认知的分子机制
冷冻电镜结构揭示，该复合物形成了一个独特的非天然蛋白-蛋白相互作用（PPI）界面，由极性与非极性接触共同构成的网络所介导，其中CRBN Phe150所参与的关键疏水相互作用尤为重要。
同时，研究团队通过冷冻电镜结构与计算化学分析发现，该复合物呈现出的负协同性源于降解剂linker区域的在三元复合物形成过程中的构象变化。此外，该结构还揭示了KT-474的选择性降解机制。整体而言，研究结果为 KT-474 的作用机制提供了重要的见解，也彰显了冷冻电镜结构在蛋白质降解剂优化中的价值。
一体化技术平台协同，推动复杂科学问题实现机制突破
值得一提的是，PROTAC与E3及POI孵育制备三元复合物通常具有样品异质性高、动态变化大等特点，给冷冻电镜研究带来了很大挑战。为支持该项目研究，维亚生物蛋白科学、冷冻电镜、检测及SPR团队开展了一体化协作。蛋白质科学团队完成关键蛋白样品的制备与质量控制；Bioassay与SPR团队开展功能评价及生物物理表征，为作用机制研究提供重要实验依据；冷冻电镜团队则针对样品稳定性和构象异质性问题开展了多轮系统优化与筛选，最终建立稳定可靠的制样方案，并获得高质量冷冻电镜样品和数据。
（来源于本次研究）
基于优化后的样品条件和数据，研究团队最终成功解析了分辨率达3.09Å的IRAK4:KT-474/DDB1三元复合物结构，从原子水平揭示了药物介导的非天然PPI界面，为阐明KT-474的作用机制提供了关键结构依据。
从实验现象发现，到不同技术手段交叉验证，再到结构解析和理论解释，本研究充分体现了多技术平台协同破解复杂科学问题的重要价值。这正是维亚生物综合研发实力的最佳印证：依托成熟的药物研发体系，汇聚资深科学家团队的专业见解与创新药研发领域的深厚积淀，为全球客户提供从概念到落地的一体化综合服务。
如需了解更多论文详情，请查看：
Fei, X., Ramanathan, A., Daigle, C.A. et al. Structural basis for selective and potent degradation of IRAK4 by KT-474. Nat Commun (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-74105-w
如果您对维亚生物以上技术平台感兴趣，请联系我们的专家团队：info@vivabiotech.com。
Copyright © 维亚生物 All Rights Reserved. 沪ICP备19036061号