在生命科學研究的前沿領域,質譜技術與結構生物學的深度交融,正悄然重塑藥物靶點發(fā)現(xiàn)的范式。傳統(tǒng)靶點垂釣方法往往需要對小分子進行復雜的化學修飾,這不僅耗費大量時間和精力,還可能干擾小分子的天然生物活性,從而影響研究結果的準確性。與之形成鮮明對比的是,限制性酶解-質譜聯(lián)用技術(Limited Proteolysis-Mass Spectrometry,LiP-MS)憑借其免標記、高分辨率的獨特優(yōu)勢,迅速崛起為探索藥物-靶點相互作用的關鍵利器。
技術原理:捕捉分子結合的細微信號 LiP-MS技術的核心邏輯源于一個精妙的生物學現(xiàn)象:當小分子配體特異性結合到靶蛋白上時,會引發(fā)靶蛋白構象發(fā)生微妙變化,進而增強其空間結構的穩(wěn)定性。這種構象變化會直接反映在蛋白酶切割位點的可及性上。該技術采用雙重酶解策略,先利用蛋白酶K對樣本進行有限酶解,隨后使用胰蛋白酶進行完全消化。通過對比實驗組與對照組的肽段豐度差異,能夠將小分子在靶蛋白上的結合區(qū)域精準定位到12個氨基酸的尺度,且無需對小分子進行任何修飾,充分保留其天然活性。 實驗流程:嚴謹科學的探索路徑 LiP-MS實驗是一個環(huán)環(huán)相扣的系統(tǒng)工程,涵蓋蛋白提取、小分子-蛋白孵育、有限酶解與質譜分析等多個關鍵環(huán)節(jié)。在數(shù)據(jù)分析階段,借助LiP-Quant框架整合劑量-響應曲線、蛋白頻率庫等多種特征,可準確計算靶點的置信度。同時,研究人員還會通過CETSA、SPR等多種技術手段對潛在靶點進行交叉驗證,確保研究結果的可靠性。在紫堇靈抗胰腺纖維化的研究中,科研團隊正是通過LiP-MS技術篩選出PSMA2作為潛在靶點,并通過基因敲低實驗,從細胞學層面證實了該靶點的功能。
前沿應用:解鎖生命奧秘的新鑰匙 在腫瘤代謝研究領域,針對結直腸癌的研究中,LiP-MS成功鎖定了油酸和異膽酸的直接靶點——烯醇化酶ENO1和脆性X相關蛋白FXR1,為揭示腫瘤代謝重編程機制提供了全新視角。在神經(jīng)退行性疾病研究方面,通過分析小鼠腦脊液,LiP-MS發(fā)現(xiàn)了6種高置信度的神經(jīng)退行相關蛋白,其中YWHAB和YWHAZ被證實可作為阿爾茨海默癥的早期診斷標志物。 技術特性:優(yōu)勢與挑戰(zhàn)并存 LiP-MS技術具有免標記檢測、高空間分辨率、適用弱親和力互作以及樣本兼容性強等顯著優(yōu)勢。然而,該技術也面臨著一些挑戰(zhàn),如假陽性結果的控制、膜蛋白覆蓋度較低以及低豐度蛋白檢測困難等問題。不過,研究人員已經(jīng)探索出一系列優(yōu)化策略,如采用多劑量設計、在裂解緩沖液中添加去垢劑等,以提升技術的可靠性和適用性。
未來展望:邁向智能化與集成化 隨著人工智能技術的蓬勃發(fā)展,LiP-MS有望與AlphaFold2預測模型和圖神經(jīng)網(wǎng)絡分析深度結合,實現(xiàn)AI輔助的靶點預測。同時,通過與多組學數(shù)據(jù)的整合以及單細胞分析技術的融合,LiP-MS將進一步深化我們對細胞內(nèi)化學通訊機制的理解,朝著藥物靶點發(fā)現(xiàn)通用平臺的方向不斷邁進,為攻克“不可成藥”靶點難題帶來新的曙光。
研錦生物可以利用基于靶點或小分子結構的藥物設計方法,對可購買化合物、天然產(chǎn)物等數(shù)據(jù)庫進行虛擬篩選,并獲得潛在活性的化合物列表供進一步活性實驗確證。面向制藥企業(yè)和科研院所,可提供一站式的早期藥物研發(fā)服務,包括虛擬藥物篩選、先導優(yōu)化、靶標預測、 動力學模擬等,涉及小分子化學藥、生物藥、中藥等多種新藥類型,為您提供優(yōu)質的藥物發(fā)現(xiàn)服務