Identificatie van niet-covalente bindingszakken voor kleine moleculen in cellen

Technische kenmerken van het platform

Het is van cruciaal belang om de bindingsmodus tussen geneesmiddelen met kleine moleculen en hun eiwitdoelen voor geneesmiddelenonderzoek en -ontwikkeling te bepalen. Een uitgebreide analyse van deze interacties op zowel structureel als fysisch-chemisch niveau zou ons begrip van eiwitfuncties aanzienlijk kunnen verdiepen en het ontwerp en de optimalisatie van geneesmiddelen kunnen vergemakkelijken. Structurele biologische technieken, waaronder röntgenstraling, cryo-elektronenmicroscopie (cryo-EM), nucleaire magnetische resonantie (NMR), enz., zijn op grote schaal gebruikt bij de bepaling van geneesmiddelbindingsmodi. De structuren met hoge resolutie van eiwit-medicijncomplexen zouden de optimalisatie van medicijnstructuren in een vroeg stadium enorm kunnen bevorderen. Analyse van de eiwitstructuur heeft echter consequent voor uitdagingen gezorgd in het biowetenschappelijk onderzoek, vooral voor membraaneiwitdoelen zoals G-eiwit-gekoppelde receptoren (GPCR's) en ionkanaaleiwitten. Het kost vaak aanzienlijke tijd en middelen voor processen zoals eiwitzuivering, screening op kristallisatie van eiwit-medicijncomplexen en gegevensverzameling en -verwerking.

Een ideale aanpak is het identificeren van interactiemodi tussen eiwitten en geneesmiddelen in levende cellen. Deze aanpak vermijdt niet alleen de hoge kosten die gepaard gaan met structurele onderzoeken, maar elimineert ook de mogelijke valse positieven die voortvloeien uit kunstmatige omstandigheden zoals zoutrijke buffers of verzadigde medicijnen.

Werkstroom

ChomiX maakt gebruik van chemische sondes met fotoaffiniteit die zijn afgeleid van de niet-covalente geneesmiddelen met kleine moleculen, waardoor de vangst van gelabelde peptiden in bindingsholtes van levende cellen mogelijk wordt gemaakt en de daaropvolgende identificatie door middel van massaspectrometrie. Zodra de peptidesequenties en gelabelde plaatsen zijn bepaald, kan de exacte bindingsmodus snel worden verkregen met behulp van moleculaire docking.

Technische voordelen

_cgi-bin_mmwebwx-bin_webwxgetmsgimg__&MsgID=3115529210274462887&skey=@crypt_f8f7338c_c7041bda8f36ff4ded0d27c585996b1f&mmweb_appid=wx_webfilehelper

Casestudy

Projectdoel

Het vermeende doelwit van geneesmiddel B is een transmembraaneiwit met meerdere gerapporteerde geneesmiddelbindende zakken. Structurele biologische methoden zoals röntgenstraling en cryo-EM faalden. De chemoproteomische strategie zal worden geprobeerd om de bindingsmodus in levende cellen te verkrijgen.

Experimentele methode

De fotoaffiniteitsprobe B die de fotoverknopende en bioorthogonale groepen herbergt, werd ontworpen en gesynthetiseerd. De doelbetrokkenheid van geneesmiddel B werd eerst bevestigd en het gelabelde peptide dat zich in de bindingsholte bevond, werd door MS gesequenced.

Datavisualisatie

Immunoblot- en MS-gebaseerde chemoproteomische gegevens onthulden dat het kandidaat-medicijn effectief kan concurreren om het probe-gelabelde signaal, wat wijst op directe binding van het kandidaat-medicijn aan het doeleiwit in levende cellen.