安捷伦图文解析亲和选择质谱

   日期:2019-05-10     来源:实验室资讯网    浏览:75    
核心提示:前段时间甲流来袭,身边不少朋友纷纷“中招”,又让甲流的特效药—“奥司他韦”火了一把,不少医院药房甚至出现断货的情况。在感谢药物为我们驱走病痛的同时,你是否好奇医药科研工作者是如何发现药物中活性化合物的?
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这就要从新药筛选的最初流程—“先导化合物发现”说起了。广义上,先导化合物发现( LG )指是在新药发现阶段,研究发现小分子药物实体最初的化学性质,确认其结构和体外生物学活性,并充分论证风险和机会,以保障后续完整的先导化合物优化程序的投资回报。通常,这一阶段又可细分为苗头化合物鉴定( HI )和从苗头化合物到先导化合物( H2L )。

在 HI 阶段,各具特色的方法被用于苗头化合物的筛选,其主要类型包括:

1、基于生化水平和细胞水平的高/中通量的筛选;

2、亲和选择筛选方法;

3、基于片段的筛选;

4、表型筛选;

5、虚拟筛选。

随着科技的发展,基于质谱技术的亲和选择筛选方法受到越来越多的关注。

基于质谱技术的亲和力筛选具有高灵敏度、高选择性、高通量的特点,并保留了生物学特异性。采用质谱技术无需对靶蛋白进行标记,适用性广;同时,质谱直接检测避免了化合物库杂质或降解产物导致的假阳性结果。

亲和选择筛选方法又分为亲和选择质谱(ASMS)和 DNA 编码化合物库(DEL),下面我们对这两种方法做一个详细介绍。

亲和选择质谱

图为亲和筛选工作流程图

采用质谱技术进行亲和筛选由四个步骤组成:

1、靶蛋白和化合物库孵育;

2、分离靶蛋白-配体复合物和未结合的化合物;

3、洗脱/解离形成游离的具有生物学活性的配体;

4、质谱鉴定解离的配体。

在分离、洗脱/解离步骤中可采用体积排阻色谱(SEC)、超滤或固定化蛋白的方法,由此形成基于液态的或固定态的种类丰富的 ASMS 方法。采用二维液相色谱技术的基于溶液的亲和选择质谱系统是其中最为自动化的高通量方法。

图为自动化亲和选择质谱系统工作流程图

自动化的亲和选择质谱系统采用二维液相色谱技术,其第一维采用 SEC 色谱分离靶蛋白-配体复合物和未结合的化合物,通过六通阀将一维分离的靶蛋白-配体复合物切到第二维反相色谱柱,第二维系统流动相中的酸和有机相将靶蛋白和配体解离并在色谱柱上分离后经质谱检测。数据分析采用 Profinder 软件批处理,直观方便地比较实验组和对照组样品,获得可靠的鉴定结果。

DNA 编码化合物库 

图为 DNA 编码化合物库原理图

DEL 技术最早由美国 Scripps 研究院的 Sydney Breener(2002 年诺贝尔生理与医学奖获得者)和 Richard Lerner(时任 Scripps 研究所所长)提出,受 DNA 测序技术进展的推动,经历了 27 年的发展历程。

该技术的核心是将不同的 DNA 片段和不同化合物的结构信息一一对应,形成 DNA编码小分子的化合物库,通过测定筛选后的 DNA-小分子复合体中的 DNA 序列来实现对应的化合物的鉴定。而质 谱技术则被用于 DNA 编码化合物库的构建,来监测 DNA 片段和小分子偶联反应。

图为采用单四级杆质谱仪分析核酸的质谱图和解卷积图

图为采用 Q-TOF 分析核酸的质谱图

DEL 技术通常 1-3 分钟分析一个样品,要求色谱分离快,耐受高 pH 值;液相系统进样快,延迟体积小;质谱耐受离子对试剂和污染。Agilent 1290 Infinity II LC – 单四极杆或 TOF 系统搭载 AdvanceBio 寡核苷酸色谱柱可实现高通量的 DEL 分析,可扩展的自动进样器最多同时容纳 432 个 2 mL 样品瓶。

先导化合物筛选的方法可谓万花齐放,基于质谱技术的亲和选择方法今天就聊到这里吧。看到这里,细心的网友可能要问,靶蛋白确认怎么办?

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日期: 2019-05-10
标签: 医药 科研 科研工作
 
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