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Identificação de bolsas de ligação de moléculas pequenas não covalentes em células

Recursos técnicos da plataforma

É fundamental determinar o modo de ligação entre medicamentos de moléculas pequenas e seus alvos proteicos para pesquisa e desenvolvimento de medicamentos. Uma análise abrangente dessas interações nos níveis estrutural e físico-químico poderia aprofundar significativamente nossa compreensão das funções das proteínas e facilitar o projeto e a otimização de medicamentos. Técnicas de biologia estrutural, incluindo raios X, microscopia crioeletrônica (crio-EM), ressonância magnética nuclear (RMN), etc., têm sido amplamente utilizadas na determinação dos modos de ligação de drogas. As estruturas de alta resolução dos complexos proteína-fármaco poderiam beneficiar grandemente a otimização das estruturas dos fármacos na fase inicial. No entanto, a análise da estrutura proteica tem colocado consistentemente desafios na pesquisa em ciências da vida, especialmente para alvos proteicos de membrana, como receptores acoplados à proteína G (GPCRs) e proteínas de canais iônicos. Muitas vezes consome tempo e recursos substanciais em processos como purificação de proteínas, triagem de cristalização de complexos proteínas-fármacos e aquisição e processamento de dados.

Uma abordagem ideal é identificar modos de interação proteína-droga dentro de células vivas. Esta abordagem não só evita os elevados custos associados aos estudos estruturais, mas também elimina os possíveis falsos positivos resultantes de condições artificiais, como tampões com alto teor de sal ou medicamentos saturados.

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Fluxo de trabalho

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ChomiX emprega sondas químicas de fotoafinidade derivadas de medicamentos não covalentes de pequenas moléculas, permitindo a captura de peptídeos marcados localizados em bolsas de ligação de células vivas e subsequente identificação por espectrometria de massa. Uma vez determinadas as sequências peptídicas e os locais marcados, o modo de ligação exato pode ser rapidamente obtido com a ajuda do acoplamento molecular.

Vantagens Técnicas

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Estudo de caso

Objetivo do Projeto

O suposto alvo da Droga B é uma proteína transmembrana com múltiplas bolsas de ligação à droga relatadas. Métodos biológicos estruturais, como raios X e crio-EM, falharam. A estratégia quimioproteômica será tentada para obter o modo de ligação em células vivas.

Método Experimental

A sonda de fotoafinidade B contendo as porções de foto-reticulação e bioortogonais foi projetada e sintetizada. O envolvimento do Fármaco B no alvo foi primeiramente confirmado e o peptídeo marcado localizado na bolsa de ligação foi sequenciado por MS.

Visualização de dados

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Dados quimioproteômicos baseados em imunotransferência e MS revelaram que o candidato a fármaco pode efetivamente competir pelo sinal marcado com sonda, indicando ligação direta do candidato a fármaco à proteína alvo em células vivas.

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Espectro MS/MS para peptídeo de modificação de drogas: CLPFIIGCNPTILH*VHELYIR

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Modo de ligação de drogas baseado em dados quimioproteômicos baseados em MS e acoplamento molecular


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