在探索药物靶点的征途上,常见的策略如SM Pull Down、ABPP等是将小分子药物改造为具有标记能力的探针,通过荧光成像或富集技术,鉴定其作用靶点蛋白。但是这种策略也有其局限性,一是部分小分子化合物被标记成功的概率很低,二是改变小分子的结构其实也改变了它的极性、构象和溶解度等特性,容易导致蛋白质结合结果呈假阳性。其实在小分子靶点鉴定技术中,还有一类非标记法,DARTS就是其中的一种。
DARTS技术全称药物亲和反应的靶点稳定性(drug affinity responsive target stability)分析,它的原理是:蛋白质在生物体内处于不同折叠变化的动态平衡中,当小分子结合靶标蛋白后,由于蛋白质和药物配体之间形成的疏水、氢键或静电相互作用导致自由能变化,平衡将转向高度有利于配体结合的构象,这导致了热力学上更稳定的状态。
①无需对化合物进行修饰:DARTS技术可以直接使用天然的小分子进行靶点筛选实验,无需对化合物进行生物素标记,降低了实验的复杂度和成本。
②服务周期短:由于无需复杂的化合物修饰步骤,DARTS技术能够显著缩短实验周期,提高研究效率。
③多浓度化合物处理:该技术允许进行多浓度化合物处理,有助于优化筛选条件,提高筛选的准确性和可靠性。
④去除杂肽干扰:通过SDS-PAGE等方法,DARTS技术可以有效去除实验中的杂肽干扰,提高实验结果的清晰度。
⑤个性化数据分析:DARTS技术提供个性化的数据分析服务,能够针对具体实验需求进行深度挖掘和解读。
其实验大致流程是收集细胞裂解液、蛋白定量、加入小分子药物与裂解液共同孵育、用不同的蛋白酶进行水解,用SDS-PAGE绘制消化片段图、切出差异条带进一步进行LC-MS分析,鉴定和验证目标蛋白。
1. 5-aza-2′-deoxycytidine potentiates anti-tumor immunity in colorectal peritoneal metastasis by modulating ABC A9-mediated cholesterol accumulation in macrophages (IF=11.556)
2022年1月1日,第三军医大学(陆军军医大学)缪洪明团队在Theranostics(IF=11.556)发表了这篇研究论文,揭示了5Aza通过调节巨噬细胞中ABC A9介导的胆固醇积累,增强结直肠腹膜转移中的抗肿瘤免疫力。
结直肠癌作为第三大常见的恶性肿瘤,严重威胁着人体健康。结直肠癌(CRC)通常引起腹膜种植转移(尤其是手术后)并最终引起腹膜癌(PC),CRC-PC患者的中位生存期仅为6个多月。然而,CRC-PC的治疗在过去十年停滞不前,迫切需要开发新的CRC-PC疗法。
近年来,DNA甲基化抑制剂在癌症治疗中取得了显著的疗效。5Aza是一种DNA甲基转移酶(DNMT)抑制剂,已被FDA批准用于治疗骨髓增生异常综合症。此次,研究团队发现5Aza明显抑制了CRC-PC,而这种效应与DNMT1无关,他们发现5Aza直接与ATP结合转运蛋白A9(ABCA9)结合,以调节胆固醇积累、巨噬细胞活化和抗肿瘤反应。而发现这种结合的技术正是药物亲和反应靶点稳定性(DARTS),并且后续作者通过CETSA和WB技术进一步验证了结果。
DARTS发现5Aza直接与ATP结合转运蛋白A9(ABCA9)结合
2. Blockade of NMT1 enzymatic activity inhibits N-myristoylation of VILIP3 protein and suppresses liver cancer progression.(IF=39.3)
广州医科大学李斌团队在Signal Transduction and Targeted Therapy 上发表题为“Blockade of NMT1 enzymatic activity inhibits N-myristoylation of VILIP3 protein and suppresses liver cancer progression”的论文,他们的研究表明地氯雷他定这种抗过敏药物可以通过与靶蛋白肉豆蔻酰基转移酶1(NMT1)结合,抑制NMT1的酶活性,导致下游NF-κB通路被抑制,从而发挥抗肝癌作用。
研究者首先基于由FDA批准的419种药物组成的药库,检测其对肝癌细胞增值的抑制作用,再从中选出文献报道较少且抗肝癌细胞增殖作用强的地氯雷他定。通过功能实验发现发现地氯雷他定在体内外均能抑制肝癌的增殖。
研究人员通过药物亲和力响应靶标稳定性(DARTS)策略和质谱分析,发现地氯雷他定直接结合NMT1。通过SPR实验验证了这个结合,并且通过分子对接找到地氯雷他定与NMT1的4个可能结合位点。随后通过点突变、SPR 进一步证实了地氯雷他定通过靶向NMT1蛋白的ASN-246位点抑制肝癌的进展。后续作者进一步验证地氯雷他定能够显著降低细胞中 VILIP3蛋白的豆蔻酰基化修饰,减弱其稳定性,从而抑制 NFκB 通路的激活和 Bcl-2的表达。一系列功能实验显示,地氯雷他定在肝癌细胞系、肝癌细胞小鼠皮下成瘤(cell-derived xenograft,CDX)模型、肝癌患者来源的类器官(patient-derived organoid,PDO)模型和肝癌患者来源的小鼠皮下移植瘤(patient-derived xenograft,PDX)模型上都展现出显著的抑制肿瘤进展效果。
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