Teknisk bakgrund
Kemisk proteomteknologi dyker upp som en ledstjärna för förändring, som styr läkemedelsupptäckten bort från renade proteiner och mot levande cellers rike.
Kemisk proteomteknologi fungerar som en robust läkemedelsupptäcktsplattform, kännetecknad av undersökningen av interaktioner mellan små molekyler och proteiner i levande celler. En av våra plattformar för upptäckt av kovalenta läkemedel är utformad för att upptäcka kovalenta bindemedel som engagerar proteinmål genom kovalenta reaktioner med tiolgruppen av cysteinrester. Till skillnad från traditionella single-target screeningstrategier möjliggör den kemiska proteomikplattformen kvantitativ analys av interaktioner mellan elektrofila fragment och nästan alla proteiner i levande celler med upplösningen av aminosyrarester. Den har täckning över mer än 10 000 proteiner och～40 000 cysteinställen (potentiella läkemedelsbindningsställen) från flera däggdjurscellinjer.
Arbetsflöde
Arbetsflödet för upptäckt av kovalenta föreningar riktade mot bindningsställen* på proteiner, baserat på patentet DIA-ABPP (Data-Independent Acquisition-Activity-Based Protein Profiling) (Ett kovalent bindningsställe är en aminosyra som kan märkas av kemiska prober, vilket möjliggör ligandbarhet)
Tekniska fördelar
Funktion 1
Cysteininriktat kovalent bibliotek
Det cysteininriktade kovalenta biblioteket innehåller representativa milda elektrofila "stridsspetsar", såsom akrylamider och kloroacetamider. Det "läkemedelsliknande" biblioteket innehåller ~ 3000 föreningar, där mer än 80% uppvisar en molekylvikt på 300-500 Da. För de flesta föreningar är Tanimoto likhetsindex runt 0,3 för varannan medlem, vilket indikerar en hög grad av mångfald.
Funktion 2
Proteinmålbibliotek
För närvarande täcker biblioteket av proteinmål som fångas av den tiolspecifika kemiska sonden 39962 cysteinställen från 12421 proteiner, inklusive kinas, fosfatas, ligaser och transkriptionsfaktorer.
Fallstudie
DCAF1 fungerar som en substratreceptor för två distinkta E3-ligaser (CRL4DCAF1 och EDVP), och spelar en kritisk fysiologisk roll i proteinnedbrytning. Flera kovalenta och icke-kovalenta bindemedel som riktar sig till WDR-domänen av DCAF1 har utvecklats för att stödja målinriktade nedbrytningsapplikationer (Targeted Protein Degradation by Electrophilic PROTACs that Stereolectively and Site-Specifically Engage DCAF1. J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 888, 408 –18699 DCAF1-baserad PROTACs med aktivitet mot kliniskt validerade mål som övervinner egen- och förvärvad degraderare 2024, 15, 275).
Vi upptäckte för första gången att Mol-380 kovalent engagerar sig med DCAF1_C69, vilket framhävde det som en potentiell drogerbar plats för TPD-applikationer, separat från WDR-domänen. Våra resultat framhäver ChomiX automatiserade kemiska proteomiska plattformens betydande värde för att upptäcka nya ligander för ohärdiga mål i levande celler, inklusive transkriptionsfaktorer och membranproteiner, vilket understryker dess potentiella inverkan på läkemedelsutveckling och funktionell utforskning.
Strukturellt ligger bindningsstället för C69 intill den validerade fickan på WD40-domänen, vilket indikeras av den komplexa modellen, och erbjuder en ny plats för PROTACs utveckling.