Op het gebied van de ontwikkeling van geneesmiddelen voor ziekten spelen geneesmiddelen met kleine moleculen ongetwijfeld een cruciale rol. Volgens recente statistieken komt maar liefst 84% van de 854 menselijke eiwitdoelen waarop door de FDA goedgekeurde geneesmiddelen zijn gericht, overeen met kleine molecuulgeneesmiddelen. Opvallend is dat slechts 665 van deze doelwitten met succes zijn ontwikkeld met geneesmiddelen uit kleine moleculen (bron: https://www.proteïneatlas.org/humanproteome/tissue/druggable). Geneesmiddelen met kleine moleculen kunnen interageren met doeleiwitten via niet-covalente en covalente mechanismen. De overgrote meerderheid van de interacties tussen geneesmiddelen met kleine moleculen en doeleiwitten vindt plaats op een niet-covalente manier, waarbij dynamische en omkeerbare interacties worden gevormd met aminozuurresiduen in bindingsholtes via mechanismen zoals waterstofbruggen, π-π-stapeling en hydrofobe interacties. Daarom vormt het stabiliseren van de verrijking en isolatie van eiwitten gebonden door niet-covalente kleine molecuulgeneesmiddelen uit complexe proteomen een zeer uitdagende taak.
Om deze uitdaging aan te pakken heeft Chomix een technologieplatform voor chemische proteomics-doelidentificatie ontwikkeld op basis van fotosondes. Dit platform legt nauwkeurig de dynamische binding tussen kleine moleculen en eiwitten in levende cellen vast en bereikt scheiding en verrijking, waarbij directe doelen voor niet-covalente kleine molecuulgeneesmiddelen op proteomisch niveau volledig worden geïdentificeerd.
Het chemische proteomics-doelidentificatieplatform op basis van fotosondes omvat belangrijke stappen zoals sondeontwerp, synthese, activiteitsbeoordeling, labeling, eiwitverrijking en data-analyse. Niet-covalente geneesmiddelen met kleine moleculen, waaronder synthetische stoffen, kruidenverbindingen, natuurlijke stoffen en metabolieten, kunnen worden gemodificeerd tot fotoreactieve probes. Deze probes vormen, bij binding aan doelwitten in cellen, stabiele covalente interacties, waardoor selectieve verrijking en identificatie van doelwiteiwitten met een lage overvloed mogelijk wordt. Gecombineerd met verschillende experimentele opstellingen biedt deze aanpak uitgebreide kwantificering van doeleiwitten, verheldert mechanismen, ontdekt nieuwe doelwitten en verbetert de ontwikkeling van geneesmiddelen met rijkere inzichten.
1. Technische uitmuntendheid: ervaren team, publicaties in tijdschriften van topniveau en gezaghebbende industriële diensten.
2. Kernoctrooitechnologie: exclusieve patenten en geavanceerde hardware ter ondersteuning van de vroege ontwikkeling van geneesmiddelen.
3. One-stop-service: omvat sondeontwerp, synthese, doeldetectie, bio-informatica-analyse en tijdige voortgangsfeedback voor klanttevredenheid.
4. Rigoureus kwaliteitsmanagement: ISO9001-certificering zorgt voor betrouwbare en authentieke rapporten.
Project | Identificatie van directe doelwitten voor niet-covalente kleine molecuulgeneesmiddelen |
Steekproef | Zuiver eiwit, cellysaat, levende cellen, ziek weefsel, bloed, bacteriën, plantenweefsel |
Hardwareplatform | Contactloze ultrasone celvergruizer, ChemiDoc MP Imaging System, Orbitrap Fusion Lumos Tribrid/Orbitrap Exploris 480/Q Exactive HF-X/timsTOF Pro 2 massaspectrometer |
Projectduur | 4-8 weken |
Leveringen | Projectrapport (inclusief experimentele procedures, data-analysegrafieken, bio-informatica-analyseresultaten) |
Prijs | Klik om te raadplegen |
Tijdens het screeningsproces voor geneesmiddelen, waarbij gebruik werd gemaakt van technologie voor het screenen van de levensvatbaarheid van cellen, bleek verbinding A significante remmende effecten op doelcellen te vertonen. Om de doeleiwitten op moleculair niveau verder te identificeren, het werkingsmechanisme ervan te ontcijferen en potentiële nieuwe doelwitten te onderzoeken, heeft ons bedrijf de fotoreactieve probe Probe A (met fotoreactieve en bioorthogonale groepen) ontworpen en gesynthetiseerd op basis van de structuur- en activiteitskenmerken van verbinding A. Door gebruik te maken van het chemische proteomics-technologieplatform, hebben we fluorescentielabeling en massaspectrometrietechnieken gebruikt voor de identificatie van doeleiwitten in cellijnen die relevant zijn voor de activiteit. Gecombineerd met bio-informatica-analysemethoden zijn we dieper ingegaan op het werkingsmechanisme van verbinding A en de bijbehorende nieuwe doeleiwitten.
Gebaseerd op fluorescentiegelanalyse van het labelingsexperiment, labelt Probe A effectief eiwitten, en kan het labelingssignaal aanzienlijk worden geconcurreerd door verbinding A. Dit geeft aan dat Probe A een vergelijkbare doeldekking heeft als verbinding A, waardoor het een geschikt chemisch probe-instrument is voor daaropvolgende doelontdekking.
De Volcano-grafiek illustreert de resultaten van het Probe A versus DMSO (Direct)-experiment, waarbij 114 eiwitten (rood gemarkeerd in de bovenste grafiek) aanzienlijk werden verrijkt door Probe A. In de Probe A versus (A+Probe A) (competitie) experiment werden 38 eiwitten (rood gemarkeerd in de onderste grafiek) gelabeld door Probe A en concurreerden significant met de oorspronkelijke verbinding A. Deze twee experimenten genereerden 32 eiwitten met een hoge betrouwbaarheidsbinding aan verbinding A (n = 3, verhouding ≥ 2, p -waarde ≤ 0,05). GO Biological Pathway-analyse van de 32 eiwitten met een hoge betrouwbaarheidsbinding aan verbinding A onthulde een significante verrijking in signaalroutes zoals fosfolipide-efflux, negatieve regulatie van lipase-activiteit en regulatie van steroltransport, in lijn met het fenotype.