近日，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所生物分離分析新材料與技術(shù)研究組研究員葉明亮團(tuán)隊(duì)和吉林大學(xué)胡良海教授團(tuán)隊(duì)、我所分子模擬與設(shè)計(jì)研究組研究員李國輝團(tuán)隊(duì)合作，利用蛋白質(zhì)結(jié)合藥物以后對(duì)變性引起的沉淀具有更高的耐受性原理，發(fā)展了一種新型的藥物靶標(biāo)蛋白質(zhì)鑒定方法。
靶標(biāo)蛋白的發(fā)現(xiàn)對(duì)藥物作用機(jī)制的研究和藥物的重新定位提供理論指導(dǎo)。傳統(tǒng)的基于活性探針和親和色譜的靶標(biāo)鑒定方法，都需要對(duì)小分子或藥物進(jìn)行共價(jià)修飾，經(jīng)常會(huì)改變藥物的特異性和親和力，從而導(dǎo)致藥物蛋白靶標(biāo)的假陽性鑒定。因此，需要發(fā)展一種無需對(duì)藥物進(jìn)行任何化學(xué)修飾，且不依賴親和力大小的藥物靶標(biāo)蛋白質(zhì)鑒定方法。
大連化物所發(fā)展高效藥物靶標(biāo)鑒定新方法
本工作中，合作團(tuán)隊(duì)利用藥物結(jié)合蛋白比未結(jié)合蛋白具有更高的穩(wěn)定性，因此對(duì)酸性試劑引起的蛋白變性沉淀具有更高的耐受性的原理，發(fā)展了一種非修飾藥物靶標(biāo)蛋白質(zhì)組學(xué)鑒定新方法——pH依賴蛋白沉淀法（pH-dependent protein precipitation, pHDPP）?？蒲腥藛T利用該方法篩選到了葉酸衍生物、ATP類似物、細(xì)胞周期蛋白抑制劑和免疫抑制劑的已知靶標(biāo)蛋白，驗(yàn)證了該方法的可行性和穩(wěn)健性；利用廣譜激酶抑制劑作為模型藥物，驗(yàn)證了該方法的高靈敏度和與熱變性等其他方法的互補(bǔ)性；應(yīng)用該方法篩選了45個(gè)雙氫青蒿素的潛在靶標(biāo)蛋白，主要參與代謝和凋亡途徑。此外，科研人員通過結(jié)構(gòu)對(duì)接和基于AI的靶向預(yù)測(cè)方法，驗(yàn)證兩個(gè)與癌癥相關(guān)的候選靶標(biāo)蛋白ALDH7A1和HMGB1，進(jìn)一步利用細(xì)胞熱偏移方法確定了他們之間具有較強(qiáng)的親和力。pHDPP具有特異性高、通量高、成本低、操作簡單等優(yōu)勢(shì)，解決了傳統(tǒng)基于藥物修飾的化學(xué)蛋白質(zhì)組學(xué)方法需要對(duì)配體修飾的難題。pHDPP可構(gòu)建靶標(biāo)蛋白空間，對(duì)于揭示藥物作用機(jī)理具有重要意義。
近年來，葉明亮團(tuán)隊(duì)在基于非修飾藥物靶標(biāo)蛋白質(zhì)組學(xué)鑒定方面發(fā)展了一系列方法（Analytical Chemistry，2020；Analytical Chemistry，2020；ACS Chemical Biology，2022），并應(yīng)用于中藥紫草素（Signal Transduction and Targeted Therapy，2022）、持久性污染物全氟辛磺酸（Analytical Chemistry，2022）和肝毒性化合物格爾德霉素（Analytical Chemistry，2020）靶標(biāo)蛋白的鑒定中，促進(jìn)了相關(guān)藥物藥理及毒副作用機(jī)理的揭示。團(tuán)隊(duì)發(fā)展的方法為藥物或小分子靶標(biāo)蛋白的篩選提供了平臺(tái)。
相關(guān)研究成果以“Highly effective identification of drug targets at proteome level by pH-dependent protein precipitation”為題，發(fā)表在《化學(xué)科學(xué)》（Chemical Science）上。上述工作得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金、大連化物所創(chuàng)新基金等項(xiàng)目的支持。
