篩靶就找達吉特。小分子藥物進行靶點篩選是進行小分子藥理解釋、小分子減毒增效改造乃至開發出新藥的重要基礎。中藥小分子往往被作為開發新藥的先導化合物,其普遍具有多靶點多功效的特性,找到并明確中藥小分子的藥效靶點對于新藥開發領域具有重要意義。達吉特在小分子靶點篩選實驗中,主要提供兩大類,一類是基于修飾策略的靶點篩選,主要是對小分子進行生物素或者炔基修飾;一類是非修飾策略。由于非修飾策略方案均受到結合原理的限制,目前以生物素標記和炔基標記的靶點篩選策略仍是小分子靶點發現的主流技術。下面就針對常用的八種靶點篩選方法進行詳細介紹。
方案一:基于生物素修飾--20K人類蛋白組芯片
技術原理:芯片上有超過2萬種人類全長蛋白質,覆蓋81%的人類基因組ORF區,是目前世界上通量最高的蛋白質芯片。將帶有生物素標記的小分子與20K芯片共同孵育,再引入帶有CY3或CY5熒光的鏈霉親和素,通過檢測芯片上的熒光信號,即可確定小分子的直接結合靶蛋白。相比于傳統靶點篩選技術,能夠獲取小分子的直接結合靶點蛋白,篩選更加高效和準確。此外,采用20K人類蛋白組芯片就進行靶點篩選,還能解決傳統方法中由于蛋白豐度低而難以捕捉的藥-靶結合問題。利用一次芯片實驗能夠確定多個小分子的直接結合靶點蛋白,具有極高的性價比,其技術優勢不可替代。
方案二:基于生物素修飾--GPCR膜蛋白芯片
關于膜蛋白靶點篩選我們可以選用GPCR膜蛋白芯片。GPCR膜蛋白芯片是先在單純皰疹病毒(HSV-1)上表達GPCR,經過宿主細胞的復制后,將病毒粒子純化出來點制在三維立體修飾的芯片片基上,因此GPCR膜蛋白在病毒磷脂雙分子層的支持下可保持完整的活性結構。這種方法消除了使用傳統方法研究GPCR膜蛋白時引起的內源性細胞受體的問題,避免了基于細胞的結合分析限制,并且能夠展現出更清晰的數據。目前該芯片上共包含400多種常見藥靶膜蛋白。GPCR膜蛋白芯片進行靶點篩選能夠篩選到直接結合的膜蛋白靶點,假陽性率較低;且采用熒光檢測結合反應,檢測靈敏度更高。

方案三:基于生物素修飾--Pull down+MS
小分子靶點篩選的Pull down實驗是一種有效的篩選藥物與潛在靶蛋白之間相互作用的體外技術。利用生物分子之間的親和力原理,將生物素標記的小分子化合物固定在鏈霉親和素的磁珠上,與蛋白裂解液進行孵育,孵育結束后與小分子結合的蛋白可以通過質譜檢測,將下游的靶點蛋白鑒定出來。該方法簡單易行,操作方便,在藥靶篩選方面已得到廣泛的應用。

方案四:基于炔基修飾--ABPP基于炔基標記的點擊化學技術
ABPP(Activity-Based Protein Profiling)是在點擊化學和LC-MS質譜基礎上發展起來的小分子化合物靶點篩選技術。將小分子進行炔基標記后處理細胞,通過簡便高效的點擊化學反應,將結合上靶點蛋白的炔基小分子連接到帶有疊氮的磁珠上,通過磁珠離心獲取小分子靶向結合的靶點蛋白。進一步,通過LC-MS分析出小分子的潛在靶點蛋白。ABPP的獨特技術特點在于炔基修飾對小分子的活性和結構影響低,可以在活細胞水平上進行靶點篩選,更接近真實的生物學條件。

方案五:基于生物素修飾--SPIDER基于鄰近標記技術的膜蛋白靶點篩選
SPIDER技術的原理基于結核分枝桿菌類泛素蛋白酶體系統中底物Pup分子在體外能夠招募PafA連接酶發揮鄰近標記作用。將小分子進行生物素標記后處理活細胞,加入SPIDER 系統,在結核分枝桿菌類泛素化連接酶PafA的催化下,PupE的C末端與靶蛋白表面的賴氨酸殘基共價相連,形成類泛素連接反應,進一步,通質譜分析出小分子的潛在靶點蛋白。
該技術十分適用于篩選小分子的膜蛋白靶點篩選,主要是因為該技術能夠在活細胞水平上進行靶點篩選,從而保證膜蛋白的活性和構象;此外該技術可以將小分子與互作蛋白轉為共價結合,形成類泛素化連接反應,牢牢抓住小分子與膜蛋白結合的信息,這也使得后續可以使用嚴苛的洗脫條件從而有效降低非特異性干擾,使得結果更靈敏、更特異、更穩定。

方案六:非修飾策略--DARTS藥物親和反應靶向穩定性技術
DARTS技術是基于蛋白的酶解穩定原理,即小分子與蛋白結合后,可能使蛋白的結構發生解旋或聚集,從而使蛋白對廣譜的蛋白酶變得更加耐受或敏感。通過SDS-PAGE分離,進行實驗組和對照組的條帶比較,最后進行質譜鑒定,即可得到小分子的潛在靶點蛋白。該方法操作簡便,可適用于大多數小分子化合物,同時適用于復方、混合物以及菌種等體系的靶點篩選。但是由于其技術原理的限制,不適用于在自然條件下抵抗蛋白質水解的蛋白質或蛋白質結構域。

方案七:非修飾策略--LiP-MS限制性酶解-質譜分析技術
該技術是一種基于有限蛋白酶切的化合物靶點篩選技術,其獨特之處在于無需對化合物進行修飾即可實現對特定化合物結合肽段進行篩選。小分子與靶點蛋白結合后,會形成空間位阻,防止蛋白酶K等廣譜蛋白酶對靶點蛋白特定多肽位點的水解。進一步利用胰酶在精氨酸和賴氨酸特定位點消化所有蛋白質后再進行質譜檢測。通過對蛋白酶K和胰酶切割差異化位點的分析,可以找到小分子作用的差異性肽段?;诩夹g原理,LiP-MS技術更適用于小分子量代謝產物的靶點篩選研究。

方案八:非修飾策略--CETSA細胞熱轉移技術
該技術基于蛋白的熱穩定性原理進行靶點篩選,即小分子與靶點蛋白結合后會增強靶點蛋白的熱穩定性。隨著溫度的升高,部分蛋白會逐漸降解。相同溫度下,結合了藥物的蛋白質具有更高的熱穩定性,相比未結合藥物的蛋白質,未降解蛋白的量會提高,同時該復合蛋白的熱熔曲線發生改變,進一步通過質譜鑒定到小分子的潛在靶點蛋白。由于其技術原理的限制,不適用于在自然條件下不受溫度影響的蛋白質或蛋白質結構域。該技術也是目前非修飾策略技術中靈敏度最高一個靶點篩選技術。

以上就是所有靶點篩選技術的整體介紹,每個技術都有各自的優勢,可以依據自己的需求進行選擇。如有需求歡迎訪問達吉特官網www.tgtmed.com做進一步咨詢!
