Technische Plattform
Die Chemoproteomik hat die Entdeckung von Wirkstoffzielen vorangetrieben, insbesondere mit Plattformen auf der Basis chemischer Sonden. Allerdings behindern Herausforderungen wie komplexe Synthese, geringe Ausbeute, hohe Kosten und unbekannte SAR von Arzneimittelmolekülen den Fortschritt.
Die Photoaffinitäts-Magnetkügelchen-Plattform geht diese Probleme an, indem sie aktive Arzneimittelmoleküle mittels UV-Beleuchtung auf funktionellen Magnetkügelchen immobilisiert, wodurch die Notwendigkeit eines chemischen Sondendesigns entfällt. Dadurch wird eine spezifische Bindung zwischen dem Medikament und seinem Zielprotein gewährleistet. Nach der Inkubation mit dem Proteom reichern und isolieren die Kügelchen Zielproteine des Arzneimittels, die dann durch Immunblotting und Massenspektrometrie analysiert werden.
Plattformfunktionen
Fallstudie
Um die Ziele von Staurosporin (Stau) zu validieren, haben wir es auf der Oberfläche von photoaffinitätsmodifizierten funktionellen Magnetkügelchen (Stau-Kügelchen) immobilisiert. Anschließend inkubierten wir die Stau-Beads mit dem gesamten Proteom, wobei wir Fmoc-Beads als Kontrollgruppe verwendeten. Die resultierenden Western Blot (WB)-Ergebnisse sind in der Abbildung unten dargestellt und zeigen, dass Stau-Beads das Zielprotein FECH (ein bekanntermaßen positives Ziel) effektiv anreicherten.
Als nächstes unterzogen wir die mit Fmoc-Beads und Stau-Beads angereicherten und getrennten Proteine einem enzymatischen Aufschluss und einer massenspektrometrischen Analyse. Wir haben die Intensitätsunterschiede der Proteine zwischen der Versuchsgruppe (Stau-Beads) und der Kontrollgruppe (Fmoc-Beads) quantitativ verglichen. Die Ergebnisse zeigten, dass alle bekannten positiven Zielproteine in der Stau-Beads-Gruppe signifikant angereichert waren, was die Wirksamkeit der Methode bestätigte.
