化學(xué)蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)旨在利用一系列功能各異的化學(xué)探針，結(jié)合蛋白質(zhì)組學(xué)，解決復(fù)雜體系（細(xì)胞裂解液，活細(xì)胞，組織等）中小分子如何與蛋白質(zhì)相互作用的問(wèn)題，已被成功用于小分子靶點(diǎn)發(fā)現(xiàn)、創(chuàng)新藥物先導(dǎo)化合物篩選等研究中。
在細(xì)胞裂解液甚至活細(xì)胞中針對(duì)成千上萬(wàn)個(gè)蛋白質(zhì)靶點(diǎn)同時(shí)分析它們的藥物可及性，一方面能夠快速得到全新結(jié)構(gòu)的先導(dǎo)化合物，并了解它們的靶點(diǎn)選擇性，另一方面能夠積累大量的小分子與蛋白質(zhì)直接相互作用關(guān)系，為人工智能驅(qū)動(dòng)的藥物設(shè)計(jì)策略提供更真實(shí)、更有價(jià)值的數(shù)據(jù)庫(kù)。生物體中小分子與蛋白質(zhì)之間的相互作用關(guān)系（例如靶點(diǎn)占據(jù)率，選擇性等）是藥物結(jié)構(gòu)改良和成藥的關(guān)鍵信息。目前，化學(xué)蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)在藥物靶點(diǎn)發(fā)現(xiàn)中得到了廣泛的應(yīng)用，解析了包括天然產(chǎn)物、代謝物、合成藥物和多肽等多種藥物形式的作用機(jī)制。一般來(lái)說(shuō)，該技術(shù)包括具有生物活性的分子探針設(shè)計(jì)與合成，復(fù)雜蛋白質(zhì)組中探針原位標(biāo)記結(jié)合蛋白質(zhì)，標(biāo)記蛋白與背景蛋白質(zhì)分離，肽段樣品制備，質(zhì)譜檢測(cè)以及數(shù)據(jù)分析等步驟，其中，根據(jù)已知分子信息（結(jié)構(gòu)，SAR，表型等），設(shè)計(jì)合成相對(duì)應(yīng)的分子探針是該過(guò)程的核心環(huán)節(jié)之一，即在合適的位點(diǎn)對(duì)小分子進(jìn)行化學(xué)修飾（生物正交化，光交聯(lián)化等），該類探針不僅保留了與潛在靶標(biāo)蛋白結(jié)合的能力，同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)后續(xù)結(jié)合蛋白質(zhì)的分離富集，從而鑒定到目標(biāo)蛋白。早在20世紀(jì)90年代，哈佛大學(xué)Schreiber教授團(tuán)隊(duì)就將天然免疫抑制劑 FK506結(jié)合在固相載體上，找到其結(jié)合蛋白FKBPs，推測(cè)該系列蛋白參與調(diào)控T細(xì)胞激活和相關(guān)代謝過(guò)程。后來(lái)，科學(xué)家們又在小分子上連接上biotin作為后續(xù)富集的工具，使得活細(xì)胞中小分子探針與蛋白質(zhì)孵育結(jié)合成為可能，更加接近生理?xiàng)l件下小分子與其靶點(diǎn)蛋白之間的反應(yīng)，該方法目前仍被使用。然而，以上方法存在明顯的缺陷，比如biotin的結(jié)構(gòu)和分子量都較大，直接修飾到小分子上，可能會(huì)引起小分子探針的化學(xué)性質(zhì)和生物活性發(fā)生顯著改變，導(dǎo)致其結(jié)合蛋白譜與原始小分子差異太大，而出現(xiàn)假陽(yáng)性信號(hào)。隨著化學(xué)生物學(xué)的發(fā)展，生物正交反應(yīng)如銅催化炔基-疊氮之間的點(diǎn)擊化學(xué)反應(yīng)（CuAAC）在化學(xué)蛋白質(zhì)組學(xué)中大放異彩，使得小分子的功能化修飾變得更加簡(jiǎn)單有效，例如炔基化或者疊氮化，由于修飾基團(tuán)結(jié)構(gòu)非常小，基本不影響小分子原本的活性。除此以外，很多生物體內(nèi)源性活性分子、小分子藥物和天然產(chǎn)物與其靶標(biāo)蛋白的結(jié)合是非共價(jià)的，在靶點(diǎn)發(fā)現(xiàn)過(guò)程中通常需要對(duì)蛋白質(zhì)變性處理以及使用強(qiáng)去垢劑以降低非特異性吸附背景，因此這類非共價(jià)結(jié)合就容易丟失，從而造成靶標(biāo)蛋白鑒定失敗，因此將這類非共價(jià)結(jié)合轉(zhuǎn)化成穩(wěn)定的共價(jià)結(jié)合對(duì)于靶點(diǎn)發(fā)現(xiàn)效率的提高十分重要。光交聯(lián)親和技術(shù)（photoaffinity labeling, PAL）是近年來(lái)較為常用的轉(zhuǎn)化方法。在小分子上連接上如雙吖丙啶等光交聯(lián)基團(tuán)衍生出小分子探針，當(dāng)探針與活細(xì)胞孵育一定時(shí)間后，在紫外光的照射下，光反應(yīng)基團(tuán)產(chǎn)生自由基中間體，與鄰近蛋白質(zhì)迅速發(fā)生插入反應(yīng)，將小分子與蛋白質(zhì)之間的非共價(jià)結(jié)合轉(zhuǎn)化為共價(jià)結(jié)合。2013年，來(lái)自新加坡國(guó)立大學(xué)的Yao教授團(tuán)隊(duì)將光交聯(lián)基團(tuán)和炔基結(jié)合在一起，構(gòu)建了結(jié)構(gòu)極簡(jiǎn)的雙功能分子，使得小分子的改造簡(jiǎn)潔化且不會(huì)影響小分子本身的活性。利用這種方法，多種天然產(chǎn)物，比如黃芩苷，脂類代謝物分子等，都發(fā)現(xiàn)了相應(yīng)的靶標(biāo)蛋白，為揭示該類分子的生物學(xué)功能和后續(xù)優(yōu)化成藥提供了非常有價(jià)值的信息。
定量化學(xué)蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)鑒定非共價(jià)藥物分子靶點(diǎn)技術(shù)路線示意圖
研錦生物可以利用基于靶點(diǎn)或小分子結(jié)構(gòu)的藥物設(shè)計(jì)方法，對(duì)可購(gòu)買化合物、天然產(chǎn)物等數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行虛擬篩選，并獲得潛在活性的化合物列表供進(jìn)一步活性實(shí)驗(yàn)確證。面向制藥企業(yè)和科研院所，可提供一站式的早期藥物研發(fā)服務(wù)，包括虛擬藥物篩選、先導(dǎo)優(yōu)化、靶標(biāo)預(yù)測(cè)、 動(dòng)力學(xué)模擬等，涉及小分子化學(xué)藥、生物藥、中藥等多種新藥類型，為您提供優(yōu)質(zhì)的藥物發(fā)現(xiàn)服務(wù)
