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Perfil quimioproteômico de alvos proteicos para medicamentos não covalentes de moléculas pequenas
Recursos técnicos da plataforma
Os medicamentos de pequenas moléculas desempenham um papel importante no campo da pesquisa e desenvolvimento de medicamentos. Os atuais medicamentos aprovados pela FDA têm como alvo um total de 812 proteínas humanas distintas. Entre os medicamentos dirigidos contra os alvos acima mencionados, 84% são medicamentos de pequenas moléculas. Além disso, apenas 639 destas proteínas foram alvo de medicamentos de moléculas pequenas. A interação entre o fármaco de moléculas pequenas e o alvo proteico inclui modos não covalentes e covalentes, e o primeiro é atualmente dominante.
Interações não covalentes, como ligações de hidrogênio e empilhamento π-π, podem ser interrompidas devido à desnaturação da proteína. Para enfrentar esse desafio, nossa plataforma emprega marcação por fotoafinidade, uma técnica bem estabelecida para anexar com precisão "rótulos químicos" ao sítio ativo de uma proteína. Além disso, nossa estratégia inovadora de reticulação química in situ transforma interações transitórias de proteínas não covalentes em ligações químicas covalentes e permanentes. Ao utilizar uma sonda química que é funcionalizada com frações de fotoafinidade e bioortogonais, a plataforma quimioproteômica da ChomiX demonstrou sua eficácia na pesca com sucesso de alvos proteicos em lisados celulares, tecidos e células vivas. O espectro de medicamentos bioativos de pequenas moléculas aplicados na plataforma abrange uma variedade de compostos, incluindo metabólitos endógenos, produtos naturais e moléculas sintéticas não covalentes.
Fluxo de trabalho
A plataforma segue um fluxo de trabalho estruturado, começando com a marcação de células vivas utilizando uma sonda de fotoafinidade derivada de moléculas não covalentes. As etapas subsequentes incluem a extração de proteomas marcados, ligação bioortogonal, enriquecimento à base de estreptavidina, digestão com protease, marcação isotópica e, finalmente, detecção por espectrometria de massa.
Estudo de caso
Objetivo do Projeto
O Composto A apresentou boa atividade antiproliferação no ensaio de viabilidade celular. A plataforma quimioproteômica foi utilizada para caracterizar os alvos proteicos.
Método Experimental
A sonda química de fotoafinidade, Sonda A, foi projetada e sintetizada com base nos dados SAR do composto A. A sonda A também mostrou atividade antiproliferação semelhante na linha celular tumoral. Experimentos baseados em gel e MS foram realizados. Os dados do MS foram analisados para a elucidação do MOA.
Visualização de dados
Os resultados de fluorescência à base de gel mostraram que a Sonda A poderia rotular proteínas de forma eficaz, e o sinal de marcação poderia ser significativamente competido pelo composto A. Coletivamente, esses dados indicaram que a Sonda A foi capaz de ser usada como ferramenta de sonda química para subsequente descoberta de alvos, uma vez que poderia ligar as mesmas proteínas do composto A.
O gráfico do vulcão mostrou que 114 proteínas (destaque vermelho) foram enriquecidas significativamente pela Sonda A no grupo Sonda A vs DMSO (direto), e 38 proteínas (destaque vermelho) foram competidas pelo composto A significativamente no grupo Sonda A vs (A + Sonda A ) (Competição) grupo. Os diagramas de Venn mostraram que 32 proteínas sobrepostas poderiam ser alvos potenciais de ligação ao composto A com alta confiança.(n = 3, razão ≥2,valor p ≤ 0,05）
