Kovalenta läkemedel avser i allmänhet små molekyler som bildar kovalenta bindningar med aminosyrarester av proteiner, såsom cystein, lysin, serin, etc. Aspirin är ett av de första kovalenta läkemedlen.Naturprodukter är också representativa exempel, som oridonin som har antiinflammatorisk aktivitet.Under de senaste åren har kovalenta läkemedel uppmärksammats av läkemedelsföretag inom forskning och utveckling.Hittills har minst 6 kovalenta läkemedel riktade mot kinasfamiljen godkänts av FDA, såsom ibrutinib riktat mot BTK-kinas.
I likhet med icke-kovalenta läkemedel, direkt neddragningsstrategi genom att använda kemiska sonder funktionaliserade medreportergrupper (biotin, biortogonala grupper etc.)har också framgångsrikt visats för kovalenta småmolekylära läkemedel.Dock,vissa kovalenta läkemedel är intoleranta motkemisk modifikatjoner på grund av förlust av bioaktivitet eller syntetisk otillgänglighet.Dessutom är den bildade kovalenta bindningen vanligtvis instabil under MS-detektion.Ckonkurrenskraftigkemoproteomisk strategi ärett idealiskt alternativ, som använder enuniversellaktivitetsbaserad sond för proteinmärkning.Specifika kemiska prober som reagerar med cystein-, lysin-, serin- och histidinrester har utvecklats.I princip, en gång upptagen aven kovalentliten molekyl, denaminosyrarestkan intemärkas av sonden.Således kunde ON och OFF-målen identifieras heltäckande genom denna konkurrenskraftiga strategi med upplösningen av aminosyra.
Arbetsflöde för konkurrerande kemoproteomikplattform inklusive märkning av levande celler med kovalenta molekyler, märkt proteomextraktion, kemisk sondmärkning, bioortogonal ligering, streptavidinberikning, proteasnedbrytning, isotopmärkning och masspektrometridetektion.Experimentell uppställning: kovalent molekyl vs vehikel
1. Konkurrenskraftig kemoproteomisk profilering av proteinmål med gelbaserad fluorescens och MS-baserade identifieringsmetoder
2. Platsspecifik målidentifiering med TMT- eller DIA-baserade MS-metoder
3. Målvalidering genom PRM eller western blotting
AMG510, utvecklat av Amgen, är det första godkända läkemedlet som är inriktat på KRAS-G12C-mutation i tumörer.Syftet med projektet var att profilera till- och frånmålen för AMG510 i NCI-H358-celler med KRAS-G12C-mutationen.
DIA-ABPP, en av kärnteknikplattformarna i ChomiX, användes för att analysera målbeläggningen i proteomnivån
Totalt 16992 Cys-ställen från 5768 proteiner kvantifierades i NCI-H358-celler.Målbeläggningen av KRAS_C12-platsen var nära 100 % under behandling av 1 μM AMG510på plats, medan den andra webbplatsen, KRAS_C80, var opåverkad.Dessa data visade den höga målspecificiteten hos AMG510.(De märkta Cys-resterna indikeras med *)