医薬品の研究開発においては、小分子医薬品とその標的タンパク質の間の結合様式を決定することが重要です。これらの相互作用を構造レベルと物理化学レベルの両方で包括的に分析すれば、タンパク質の機能についての理解が大幅に深まり、医薬品の設計と最適化が促進される可能性があります。 X 線、クライオ電子顕微鏡 (クライオ EM)、核磁気共鳴 (NMR) などの構造生物学技術は、薬物結合モードの決定に広く使用されています。タンパク質と薬物の複合体の高解像度構造は、初期段階での薬物構造の最適化に大きな利益をもたらす可能性があります。しかし、タンパク質の構造解析は、特に G タンパク質共役受容体 (GPCR) やイオン チャネル タンパク質などの膜タンパク質標的に関して、ライフ サイエンス研究において常に課題を提起しています。多くの場合、タンパク質の精製、タンパク質と薬物の複合体の結晶化のスクリーニング、データの取得と処理などのプロセスにかなりの時間とリソースが消費されます。
理想的なアプローチは、生細胞内のタンパク質と薬物の相互作用モードを特定することです。 このアプローチは、構造研究に伴う高額なコストを回避するだけでなく、高塩濃度の緩衝液や飽和薬物などの人為的条件によって生じる可能性のある偽陽性も排除します。
ChomiX は、非共有結合性小分子薬剤に由来する光親和性化学プローブを採用しており、生細胞の結合ポケットにある標識ペプチドの捕捉とその後の質量分析による同定を可能にします。ペプチド配列と標識部位が決定されると、分子ドッキングを利用して正確な結合モードを迅速に取得できます。
薬剤 B の推定上の標的は、複数の薬剤結合ポケットが報告されている膜貫通タンパク質です。 X線やクライオEMなどの構造生物学的手法は失敗しました。生細胞における結合モードを取得するために、ケモプロテオミクス戦略が試みられます。
光架橋部分と生体直交部分を含む光親和性プローブ B を設計および合成しました。薬物 B の標的結合が最初に確認され、結合ポケットに位置する標識ペプチドが MS によって配列決定されました。
免疫ブロットおよび MS ベースの化学プロテオミクス データにより、薬剤候補がプローブ標識シグナルに対して効果的に競合できることが明らかになり、生細胞内の標的タンパク質への薬剤候補の直接結合が示されました。
薬物修飾ペプチドの MS/MS スペクトル: CLPFIIGCNPTILH*VHELYIR
MSベースの化学プロテオミクスデータと分子ドッキングに基づく薬物結合モード