Identyfikacja niekowalencyjnych kieszeni wiążących małe cząsteczki w komórkach

Funkcje techniczne platformy

Określenie sposobu wiązania między lekami małocząsteczkowymi a ich białkami docelowymi jest niezwykle istotne dla prac badawczo-rozwojowych nad lekami. Kompleksowa analiza tych interakcji, zarówno na poziomie strukturalnym, jak i fizykochemicznym, mogłaby znacząco pogłębić naszą wiedzę na temat funkcji białek i ułatwić projektowanie i optymalizację leków. Techniki biologii strukturalnej, w tym promieniowanie rentgenowskie, mikroskopia krioelektronowa (krio-EM), jądrowy rezonans magnetyczny (NMR) itp., są szeroko stosowane w określaniu trybów wiązania leków. Struktury kompleksów białkowo-lekowych o wysokiej rozdzielczości mogą znacznie pomóc w optymalizacji struktur leków na wczesnym etapie. Jednakże analiza struktury białek stale stwarzała wyzwania w badaniach z zakresu nauk przyrodniczych, szczególnie w przypadku docelowych białek błonowych, takich jak receptory sprzężone z białkiem G (GPCR) i białka kanałów jonowych. Często pochłania dużo czasu i zasobów na procesy takie jak oczyszczanie białek, badanie przesiewowe pod kątem krystalizacji kompleksu białkowo-lekowego oraz gromadzenie i przetwarzanie danych.

Idealnym podejściem jest identyfikacja trybów interakcji białko-lek w żywych komórkach. Takie podejście nie tylko pozwala uniknąć wysokich kosztów związanych z badaniami strukturalnymi, ale także eliminuje możliwe fałszywe wyniki dodatnie wynikające ze sztucznych warunków, takich jak bufory o wysokiej zawartości soli lub leki nasycone.

Przebieg pracy

ChomiX wykorzystuje chemiczne sondy fotopowinowactwa pochodzące z niekowalencyjnych leków małocząsteczkowych, umożliwiające wychwytywanie znakowanych peptydów znajdujących się w kieszeniach wiążących z żywych komórek i późniejszą identyfikację za pomocą spektrometrii mas. Po określeniu sekwencji peptydów i znakowanych miejsc można szybko uzyskać dokładny sposób wiązania za pomocą dokowania molekularnego.

Zalety techniczne

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

Studium przypadku

Cel projektu

Domniemanym celem leku B jest białko transbłonowe z wieloma opisanymi kieszeniami wiążącymi lek. Metody biologii strukturalnej, takie jak promieniowanie rentgenowskie i krioEM, zawiodły. Wypróbowana zostanie strategia chemoproteomiczna, aby uzyskać tryb wiązania w żywych komórkach.

Metoda eksperymentalna

Zaprojektowano i zsyntetyzowano sondę fotopowinowactwa B zawierającą ugrupowania fotosieciujące i bioortogonalne. Najpierw potwierdzono docelowe zaangażowanie leku B i znakowany peptyd znajdujący się w kieszeni wiążącej zsekwencjonowano metodą MS.

Wizualizacja danych

Dane chemoproteomiczne oparte na immunoblocie i MS ujawniły, że kandydat na lek może skutecznie konkurować o sygnał znakowany sondą, co wskazuje na bezpośrednie wiązanie kandydata na lek z docelowym białkiem w żywych komórkach.