适配体的筛选及在生命分析化学中的应用

指数级富集的配体系统进化技术（SELEX）是近年来发展的获得能够与靶分子高特异性和高亲力结合的寡核苷酸序列（适配体）的筛选技术。目前多种靶分子的适配体如蛋白或小分子,都已经通过SELEX技术筛选获得,使适配体在蛋白质组研究、临床医学、药物研发及基因调控等领域已经成为重要的研究工具。本文就近几年适配体的筛选技术及在生命分析化学中的应用发展方面进行了综述。     

光亲和标记技术在药物发现中的应用

功能蛋白质组学的研究在药物发现中扮演着重要的角色,而光亲和标记技术是研究功能蛋白质组学的主要策略之一,它主要有两个方面的应用：靶标蛋白的确定和活性小分子配体与靶标蛋白作用模式的揭示,这些信息为药物的发现提供了强有力的支持。     

基于亲和探针的药物靶点鉴定技术研究进展

药物靶点的鉴定和相关研究在药学研究领域具有重要的理论指导意义和实用价值。利用亲和探针偶联靶分子的方法是目前发现药 物靶点的主要手段之一。该方法可从分子水平发现药物的作用靶点,从而对药物的分子作用机制提供细胞水平的直接证据。从 DNA 和小 分子药物探针的构筑和应用入手,对近些年鉴定 DNA 损伤识别蛋白的研究进展进行了较为详尽的讨论,并简要介绍目前探索小分子药物 作用靶点的主流技术。作为亲和偶联鉴定药物作用靶点方法的重要组成部分,亲和探针设计的合理性关系到方法本身的可操作性以及鉴 定结果的可靠性。从多个角度对 DNA 探针和小分子药物探针的设计经验进行了较为系统的总结,例如经典的亲和纯化分离方法,以及更 为高效的光激发共价偶联技术等。这些方法和思路为探索 DNA 损伤相关蛋白质的功能以及小分子药物的细胞作用机制提供了丰富的研究 工具,有助于从分子水平理解药物的作用机制。     

肿瘤靶向抑制剂的PROTACs设计及在抗肿瘤新药开发中的应用

蛋白质的非正常表达往往会直接或间接导致癌症的发生。目前,靶向特定蛋白质的小分子抑制剂在肿瘤治疗领域中得到了广泛使用。然而,小分子抑制剂存在易使机体产生耐药性、靶蛋白范围有限及毒性较高等问题,限制了其临床应用。由此,蛋白质水解靶向嵌合体技术应运而生。蛋白质水解靶向嵌合体(proteolysis-targeting chimaeras, PROTACs)是一种人工合成的小分子化合物,由靶蛋白配体、连接体和E3泛素连接酶配体三部分组成。它可以利用人体自身的泛素-蛋白酶体系统(ubiquitin-proteasome system, UPS)使目标蛋白质泛素化并降解,在一定程度上解决了过度使用小分子抑制剂而产生耐药性的问题,且具有低毒性的优点。因此,综合我国发病率排名前五的癌症,总结在癌症领域利用已有小分子抑制剂开发的PROTACs的设计及应用,以期予以新药研究人员启发,扩展小分子靶向抑制剂的使用,突破难以成药位点的药物选择。     

蛋白骨架在随机肽库构建及靶分子筛选中的应用*

自然界有着丰富的蛋白骨架来源。选择适宜的蛋白骨架和展示、筛选方法,可构建基于合理蛋白骨架结构的优化限制性随机肽库。与非限制性随机肽库相比,可望获得针对靶分子具有新功能的蛋白结构或更高亲和力的配体分子。目前,骨架蛋白限制的随机肽库已在高效靶分子筛选、基础研究、临床诊断和医学治疗等方面显示出巨大的潜在应用价值。以S-S限制性骨架、抗体分子、锌指蛋白、Z结构域、FN3结构域等为主要代表,综合介绍了蛋白骨架的结构基础、分类、基于蛋白骨架的限制性随机肽库构建及近年来在靶分子筛选等方面的应用最新进展。     

小分子药物靶标寻找方法研究进展

许多微生物的次生代谢物属于小分子活性化合物,在医疗及农业领域发挥着重要的作用。在基因组学、蛋白质组学与生物信息学等技术的推动下,一些新的小分子药物靶标寻找方法应运而生了,这些新的方法主要是基于细胞中基因或蛋白质的表达量、蛋白质的亲和性、稳定性等各种特性进行靶标寻找的。小分子药物靶标寻找方法的发展加快了阐明小分子药物作用机理的历程,也为发现新的靶标资源以便于进一步筛选活性更高的药物提供了技术保障。     

小分子活性肽筛选方法

小分子活性肽作为疫苗、诊断试剂、药物以及药物先导化合物已成为药物研究领域的新趋势。小分子活性肽有多种筛选方法：基于噬菌体展示肽库、蛋白质降解(酶法．化学法)、MHC-多肽复合物、蛋白质结构、蛋白质结构预测和反义同源盒原理,它们各具特点。基于蛋白质结构的活性肽分子筛选将成为多肽药物筛选的主要方向之一。     

酿酒酵母表面展示表达系统及应用

酵母细胞表面展示表达系统是一种固定化表达异源蛋白质的真核展示系统,即把异源靶蛋白基因序列与特定的载体基因序列融合后导入酵母细胞,利用酿酒酵母细胞内蛋白转运到膜表面的机制（GPI锚定）使靶蛋白定位于酵母细胞表面并进行表达。它利用细胞表面展示技术使外源蛋白固定化于细胞表面,从而生产微生物细胞表面蛋白,可应用于生物催化剂、细胞吸附剂、活疫苗、环境治理、蛋白质文库筛选、高亲和抗体、生物传感器、抗原／抗体库构建、免疫检测及亲和纯化、癌症诊断等领域。国内对这一方面研究较少,本文主要介绍了该技术的基本原理、研究现状、应用及其发展前景。     

RNA适体研究及其在医药上的应用

核酸适体（nucleic acid aptamer）是从人工合成的随机单链核酸库中筛选出的特异性与靶物质高度亲和的核酸分子,包括DNA适体和RNA适体. 体外获得核酸适体的方法称为指数富集配体系统进化技术,即SELEX（systematic evolution of ligands by exponential enrichment）. 在SELEX技术获得的核酸适体中,RNA适体因其结构的多样性而具有靶分子广、亲和力高、特异性强等特点. 同时,相比传统抗体,RNA适体分子量小、易改造修饰、制备方便且无免疫原性. 因此,RNA适体在基础研究、临床诊断、药物研制等方面展现了广阔的应用前景. 本文综述了RNA适体的产生、特点、作用方式、优势与局限性,并详细介绍了其在医药研究领域的应用.     

蛋白降解靶向嵌合体临床前及临床研究进展

蛋白降解靶向嵌合体(proteolysis targeting chimera,PROTAC)是一种可以同时结合E3连接酶和靶蛋白的异双功能小分子,能够借助泛素-蛋白酶体系统特异性降解靶蛋白。目前PROTAC药物大多处于临床试验阶段,配体主要为非共价化合物,具有克服耐药性、降解“不可用药”靶蛋白的优势,但非共价配体会使PROTAC产生钩效应(hook effect),影响药效发挥。而共价配体凭借自身优势,可以避免该现象的发生,对于PROTAC的发展具有极大的帮助。本文总结了临床前及临床研究阶段,PROTAC分子在核内蛋白、跨膜蛋白和胞浆蛋白3种蛋白靶点中的应用,并以此为基础进行了讨论与展望,以期为今后PROTAC的发展提供一定的研究思路和参考。     

鼠兔睾丸特异乳酸脱氢酶抑制物的筛选

乳酸脱氢酶C4(lactate dehydrogenase C4,LDH-C4)被认为是研发节育药物的一个很好的靶蛋白。本研究进行了对鼠兔LDH-C4蛋白有抑制作用的小分子化合物的虚拟筛选和体外酶动力学筛选。筛选出了4个IC_(50)小于100μm的小分子化合物,其ZINC数据库编号分别为ZINC05328871(5μm)、ZINC01699287(36μm)、ZINC17995347(53μm)、ZINC05390471(87μm)。这4个化合物和已报道的LDH-C4抑制物的结构均不相同,属于新的结构支架,可以作为靶向鼠兔LDH-C4的节育药物先导化合物进行进一步的研究。     

一种结合SELEX与二代测序技术筛选RNA结合蛋白特异识别序列新方法的建立

RNA结合蛋白通过特异识别RNA底物发挥重要的生物学作用。指数富集的配体系统进化(Systematic evolution of ligands by exponential enrichment,SELEX)技术是一种体外筛选核酸底物的基本方法,SELEX技术通过重复多轮筛选从随机核酸序列库中筛选出特异性与靶物质高度亲和的核酸底物,本研究将利用该技术与二代高通量测序(NGS)相结合,体外合成含有20个随机碱基的RNA文库,将所要研究的蛋白构建到带有可被链亲和酶素磁珠捕获的SBP标记的载体上去,显著提高筛选效率,仅需1轮筛选即可获得所需RNA底物motif。通过该方法获得了人的hn RNP A1的UP1结构域特异识别AGG和AG二种RNA序列,并通过EMSA实验证实其可以与获得的RNA motif结合。这一方法的建立对于研究RNA结合蛋白识别底物的序列特异性,并进一步了解其在生物体内的调控机制有重要意义。     

用于未纯化蛋白样品核酸适配体筛选的Western印迹-SELEX筛选技术的建立

目的:建立一种基于Western印迹的指数式富集的配体系统进化(SELEX)技术,用于未纯化蛋白样品核酸适配体筛选。方法:将目的蛋白经SDS-PAGE分离后转移到PVDF膜上,用生物素标记的ss DNA与PVDF膜上的蛋白共同孵育,获得能与靶蛋白特异结合的适配体,最后通过生物素-链霉亲和素-辣根过氧化物酶系统、基因克隆测序、MEME在线软件和RNAstructure软件分析适配体的一、二级结构,并对筛选得到的适配体进行鉴定。结果:经过4轮筛选,获得了能特异识别靶蛋白而不识别无关蛋白的适配体,原库Gp45则与上述蛋白均没有结合。结论:建立了Western印迹-SELEX技术,可用于未纯化蛋白样品核酸适配体筛选。     

核受体PPARγ结合小肽的筛选及其功能

为筛选与核受体过氧化物酶体增殖物激活受体γ(PPARγ)结合的功能短肽,在大肠杆菌BL21(DE3)中表达PPARγ配体结合域(LBD)的融合蛋白,并利用Ni2+-NTA离子交换树脂对表达蛋白进行纯化.以此纯化蛋白为靶,采用固体包被法对噬菌体展示随机十二肽库及环七肽库进行亲和筛选.经ELISA法鉴定特异结合的高亲和力阳性噬菌体单克隆并测序.同时利用PPARγ的配体rosiglitazone与噬菌体小肽进行竞争性结合抑制实验.最终获得与PPARγ-LBD高亲和力的十二肽3个,环七肽5个,分别含LXXLL和DXXRW(其中X为非特异氨基酸残基)保守序列.Rosiglitazone不影响噬菌体小肽与靶蛋白的结合,说明获得与配体rosiglitazone结合位点不同的目的肽.     

从七肽噬菌体展示库中筛选内毒素结合蛋白质配基

目的:研究从噬茵体展示库中筛选内毒素结合蛋白质配基,为其在内毒素致病作用机理及在内毒素血症防治研究中的应用奠定基础.方法:以内毒素为靶分子从随机七肽噬菌体展示库中筛选内毒素的高亲和力噬菌体配体,通过ELISA鉴定,DNA测序及相关软件分析.结果:所筛选的亲和力最高的噬菌体的ELISA检测值A405nm可达1.965通过比较亲和性噬菌体外源插入肽的DNA序列,认为FHENWPS肽段中包含有与内毒素分子发生亲和结合的一个共有序列.该序列展示肽的等电点为5.36,具有双嗜性,这有利于肽与LPS分子表面的位点相互作用从而产生亲和吸附.结论:运用亲和筛选方法从肽库中筛选内毒素结合蛋白质配基是可行的.     

新型三明治样荧光偏振筛选模型在新型冠状病毒主蛋白酶小分子抑制剂筛选中的应用北大核心CSCD

新型冠状病毒主蛋白酶(main protease, Mpro)通过水解多聚蛋白质体(polyprotein)调控病毒基因组RNA复制,且人体不存在其同源蛋白酶,这使Mpro成为抗新型冠状病毒药物开发的理想靶标之一。本研究基于荧光偏振技术(fluorescence polarization,FP)和生物素-亲和素反应(biotin-avidin system, BAS)原理,成功地建立了三明治样荧光偏振筛选模型用于Mpro小分子抑制剂的快速筛选。通过对天然产物化合物库进行高通量筛选,发现了漆树酸(anacardic acid,AA)是Mpro的竞争型抑制剂,1,2,3,4,6-O-五没食子酰葡萄糖(1,2,3,4,6-O-pentagalloylglucose,PGG)是Mpro的混合型抑制剂,且已报道的部分抑制剂是非特异性Mpro小分子抑制剂。文中建立的三明治样荧光偏振筛选模型具有良好的简便性、灵敏性和稳定性,初步证实了漆树酸和PGG是一类新型苗头化合物,建立科学严谨的活性评价体系对于抗新型冠状病毒药物的筛选与发现是至关重要的。     

药物靶标蛋白筛选的化学蛋白质组学研究进展

药物或生物活性物质通过与靶蛋白结合而发挥功能,研究表明,大多数药物具有多个作用靶点,药物靶标的发现有助于药物前体的筛选和作用机制的研究,同时对其耐药性等副作用的解决方案提供理论指导.基于生物质谱技术的蛋白质组学可对蛋白质进行高通量的定性定量分析,为药物靶标的筛选提供了全新的平台.本文综述了基于固载药物和游离药物模式的药物靶标蛋白筛选相关方法和应用研究的最新进展,为基于生物质谱技术的化学蛋白质组学研究提供参考.     

噬菌体展示肽文库及其应用

肽库是研究与特定靶分子高亲和结合配体的有力工具,肽文库可被分为合成文库和噬菌体肽文库两类,作者综述了噬菌体肽文库及其蛋白质结构域分析定位,疫苗研制及抗原表位分析和药物设计等方面的应用。     

整合蛋白与抑制剂设计

整合蛋白是一类重要的细胞表面黏附分子,由α和β亚基以非共价键结合而形成的异二聚体糖蛋白,对免疫反应、免疫细胞的组织定位、凝血、组织愈伤、癌细胞转移和新血管生成以及骨重塑等都至关重要。整合蛋白的功能依赖于对其配体结合的亲和性,以及所介导的下游信号通路。目前,对整合蛋白构象调节及亲和力调控机制已有深入了解。人类24种整合蛋白中,已有3种整合蛋白作为临床治疗靶点。这些药物以单克隆抗体、多肽和小分子化合物为主,均针对配体识别序列而设计。该类抑制剂往往具有部分激活的作用,直接导致药物的副反应和毒性。为了改善第一代整合蛋白药物的不足,目前基于晶体结构研究、虚拟筛选、高通量筛选以及基于结构设计的新型整合蛋白抑制剂,已经有许多进入临床试验。本文综述了一系列晶体结构中蛋白质与抑制剂的相互作用,以及借助晶体结构获得纯抑制剂为目的的实例,这些策略将会对开发新型有效的整合蛋白抑制剂提供很好的参考。     

噬菌体肽库的构建策略

目的多肽的筛选可通过亲和筛选直接得到富集,并具有繁殖性,目前已广泛应用于多肽药物的开发,蛋白分子结构与功能的研究,疫苗研制等多种领域,特别是对于抗原决定簇的精确定位,蛋白分子之间,蛋白与核酸分子之间相互作用的结合模型和生物活性小配体的获得以及在未知蛋白分子一级结构的情况下直接获取其空间结构方面是一个非常有效的研究工具。