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细胞热迁移分析技术及其在靶标发现中的应用进展

2021-05-10徐雨昕季静静张巧艳秦路平张泉龙

药学服务与研究 2021年2期

徐雨昕,季静静,张巧艳,秦路平,张泉龙

(浙江中医药大学药学院中药资源教研室,杭州 311402)

生物活性小分子的蛋白质靶点鉴定和分子作用机制的阐明是药理学与毒理学研究的重要内容之一。明确化合物的作用靶点是药物研发的关键步骤,有助于阐明其作用机制,发现可能的毒性机制,并有针对性地进行结构优化和改造。随着基因组学、转录组学、蛋白质组学等技术的发展,新的药物靶标发现技术不断涌现,各有优势。如以化合物为中心的化学蛋白质组学(compound-centric chemical proteomics,CCCP)、基于活性的蛋白质分析(activity-based protein profiling,ABPP)[1]等方法,但这些方法需要对化合物进行标记,易导致化合物活性减弱或阻碍化合物与靶点的结合。近年来,基于蛋白质稳定性变化的生物物理学方法开发了无需对小分子化合物进行改造的靶标筛选技术,如基于蛋白酶解稳定性开发的依赖于靶点稳定性的药物亲和反应(drug affinity responsive target stability,DARTS)技术,以及根据蛋白质氧化稳定性开发的基于氧化速率的蛋白质稳定性测试(stability of proteins from rates of oxidation,SPROX)技术,用于化合物蛋白质靶标的发现,但由于技术限制,这些技术尚未得到广泛使用。

细胞热迁移分析(cellular thermal shift assay,CETSA)技术是近年来开发的一种新型药物靶标发现技术,其原理是当靶蛋白与药物分子结合时,靶蛋白通常会变得稳定,不容易被热变性[2]。CETSA技术无需任何蛋白质或小分子标记,可用于研究小分子对全细胞裂解物、细胞及组织中蛋白质的热稳定性影响。早期CETSA技术用于鉴定预知可能的靶蛋白,并且一次只能检测少量蛋白质,但随着CETSA技术与高分辨质谱技术的结合,可以在没有任何预知的情况下识别多个靶蛋白,并且允许研究者在短时间内研究扰动对数千种单个蛋白质的影响。……

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