中药靶点筛选与确证整体解决方案功能单元

发布时间:2024-11-17 浏览人数:1007

  本科室长期致力于中药靶点的发现工作,已建立生物芯片点制开发平台(Front Pharmacol,2019;10:755 and 2020;11:195),在中药靶点的发现领域积累技术基础,利用生物芯片、药物自发荧光等灵活策略,先后发现了多种中药活性分子的作用靶点(ACS Pharmacology & Translational Science 2022,5 (7), 479-490;International Journal of Biological Macromolecules 2020,161:1230-1239;Biomedicine & Pharmacotherapy 2020,131:110673; Biochemical and biophysical research communications. 2020,530: 4-9)。依托联合实验室平台,先后在中国中医科学院科技创新工程等项目支持下,获得多项研究进展。分子生物学实验室针对目前主流的活性天然产物蛋白靶点的非标记筛选策略进行梳理和分析(Theranostics 2022, 12(4): 1829-1854),明确了非标记蛋白靶标筛选技术的发展方向。本科室拥有在分子构象分析(生物质谱)、分子通路、细胞、动物等多水平靶点药物结合确证技术,形成了针对中药靶点筛选和确证的整体解决方案。

image.png

图: 生物芯片点制平台

  1. 中药靶点的筛选实验

  依托生物芯片点样仪(博奥,PersonalArrayer 16),针对目前蛋白质芯片用于药物靶点筛选存在的问题,例如大规模的蛋白质组芯片存在着大量的非药靶蛋白,使用成本高、数据分析复杂,难以用于方法开发;常规的分子互作方法难以实现低成本高通量的快速分析,可能存在对有价值靶点的漏选。针对这些应用问题,在中国中医科学院医学实验中心揭榜挂帅课题资助下,分子生物学实验室提出了Chip-DSF的研究策略,该策略首先遴选中药活性物质相关的高频蛋白靶点,研发了首款药物靶点蛋白芯片(国家发明专利:ZL202210058915.2),并在传统的生物信息学分析之上,引入了差示扫描荧光法(differential scanning fluorimetry, DSF),将蛋白芯片和DSF结合使用,互补分析靶点与蛋白的结合情况(Pharmacological Research 2022,182: 106346)。该方法只采用少量蛋白,就可以实现非标记高通量药靶筛选。Chip-DSF方法为解决蛋白质芯片在药物靶点筛选领域的问题和进一步的推广应用提供了新策略。

image.png

图:生物芯片点样仪

 image.png

图:中药靶点芯片用于中药分子靶点筛选

  2. 中药靶点的确证实验

  依托非标记生物分子分析仪(Gator primer),可进行分子与其靶向分子之间的动力学分析。该系统能够在使用或不使用标记试剂的情况下快速测定相互作用的结合常数(k.on〕,解离常数(k.off〕和平衡解离常数(K.d〕,高度集成的软件整合数据采集和数据分析功能于一体,可实现一站式 实验设置、数据获取、数据分析。

image.png

图:非标记生物分子分析仪

 image.png

图: 小分子药物与靶点的结合参数测定