近期，我校生物工程学院刘立明教授团队在靶向蛋白降解技术方面取得重要进展，研究成果“De novo designed protein guiding targeted protein degradation”正式发表于Nature Communications。
靶向蛋白降解技术已成为生物学基础研究、细胞治疗及合成生物学领域重要的蛋白功能研究工具。然而，传统的靶向蛋白降解方法主要依赖于化学降解剂诱导或降解子融合技术，存在一定的应用局限性。因此，开发一种无需预先融合蛋白降解子，且不依赖化学降解剂诱导的新型蛋白降解技术具有重要的科学意义和应用价值。
刘立明教授带领团队开发了一种靶向蛋白质降解技术——引导蛋白标记与降解系统（GPlad），该系统包含三个关键组成部分：标记蛋白（MP）、引导蛋白（GP）和蛋白酶。其工作原理如下：首先，从头设计的引导蛋白将标记蛋白定位到目标蛋白附近；然后，标记蛋白将标记引入目标蛋白；最后，标记的目标蛋白被特异性蛋白酶降解。该设计无需额外添加蛋白降解剂或预先融合蛋白降解子，即可实现目标蛋白的特异性降解。作为概念验证，GPlad系统成功降解了包括荧光蛋白、代谢酶和人源蛋白在内的多种类型的蛋白质。同时，该研究还以GPlad系统为基础，开发了antiGPlad、OptoGPlad和GPTAC等调控工具，进一步拓展验证了可逆抑制、光遗传学控制及最小嵌合体设计等功能，在蛋白回路构建、细胞功能调控以及代谢工程等领域展现出优秀的应用潜力。
生物工程学院发酵工程专业2020级博士生李振栋为论文第一作者，刘立明教授、高聪副研究员为论文通讯作者。上述研究得到了国家自然科学基金创新群体项目(32021005)、江苏省前沿引领技术基础研究专项(BK20212013、BK20220022)、江苏省合成生物基础研究中心基础研究计划项目(BK20233003)和国家自然科学基金面上项目(22378164)资助。
近年来，刘立明教授团队在高效微生物细胞工厂构建及酶工程方面开展了系统研究，并取得了一系列原创性研究成果，部分成果已发表在Nature Catalysis (2021, 2020)、Nature Communications (2025, 2024, 2022, 2021, 2019, 2018)、Angewandte Chemie International Edition (2024, 2023, 2022)等本领域权威期刊。
论文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-025-62050-z
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