確定小分子藥物與其標靶蛋白的結合模式對於藥物研發至關重要。在結構和物理化學層面上對這些相互作用進行全面分析可以顯著加深我們對蛋白質功能的理解並促進藥物設計和優化。結構生物學技術,包括X射線、冷凍電子顯微鏡(cryo-EM)、核磁共振(NMR)等,已廣泛應用於藥物結合模式的測定。蛋白質-藥物複合物的高解析度結構可以極大地有利於藥物早期結構的最佳化。然而,蛋白質結構分析一直為生命科學研究帶來挑戰,特別是對於 G 蛋白偶聯受體 (GPCR) 和離子通道蛋白等膜蛋白標靶。它通常在蛋白質純化、蛋白質-藥物複合物結晶篩選以及數據採集和處理等過程中消耗大量時間和資源。
一個理想的方法是識別活細胞內的蛋白質-藥物交互作用模式。 這種方法不僅避免了與結構研究相關的高成本,而且還消除了高鹽緩衝液或飽和藥物等人為條件可能導致的誤報。
ChomiX 採用源自非共價小分子藥物的光親和化學探針,能夠捕捉位於活細胞結合袋中的標記勝肽,並隨後透過質譜進行鑑定。一旦確定了勝肽序列和標記位點,就可以藉助分子對接快速獲得準確的結合模式。
藥物 B 的假定標靶是一種跨膜蛋白,具有多個報導的藥物結合袋。 X 射線和冷凍電鏡等結構生物學方法失敗了。將嘗試化學蛋白質體學策略來獲得活細胞中的結合模式。
設計並合成了含有光交聯和生物正交部分的光親和探針B。首先確認了藥物 B 的標靶結合,並透過 MS 對位於結合袋中的標記勝肽進行了定序。
免疫印跡和基於 MS 的化學蛋白質組數據顯示,候選藥物可以有效競爭探針標記的信號,表明候選藥物與活細胞中的目標蛋白直接結合。
藥物修飾勝肽的 MS/MS 譜圖:CLPFIIGCNPTILH*VHELYIR
基於MS的化學蛋白質體數據和分子對接的藥物結合模式