藥物治療的前提是它們與細(xì)胞靶點的物理結(jié)合。這種結(jié)合的測定往往是在體外進行,無法充分模擬細(xì)胞內(nèi)的復(fù)雜環(huán)境。Promega的科學(xué)家近日開發(fā)出一種新方法,可直接評估活細(xì)胞內(nèi)靶點作用的動態(tài)過程。這項成果于近日發(fā)表在《NatureCommunications》期刊上。
闡釋小分子調(diào)節(jié)劑如何與細(xì)胞內(nèi)的靶點結(jié)合,對了解藥理機制十分關(guān)鍵。除了靶點作用(targetengagement)的特異性和親和力,非平衡條件的結(jié)合動力學(xué)也決定了候選藥物的治療潛力。這些參數(shù)通常是通過生化方法來評估的,但無法充分模擬細(xì)胞內(nèi)的復(fù)雜性。出于這個原因,制藥行業(yè)一直希望在完整細(xì)胞內(nèi)評估靶點作用。
Promega的科學(xué)家利用NanoLuc技術(shù)開發(fā)出一種新方法,可測定活細(xì)胞中的靶點停留(targetresidence),作為靶點作用的重要方面。這種技術(shù)利用生物發(fā)光共振能量轉(zhuǎn)移(BRET),允許實時測定活細(xì)胞內(nèi)藥物與蛋白靶點的結(jié)合。
為了檢測藥物-靶點的相互作用,NanoBRET技術(shù)采用細(xì)胞通透性的熒光示蹤劑,旨在與NanoLuc標(biāo)記的蛋白靶點相互作用。這種相互作用的結(jié)果是NanoLuc蛋白的能量轉(zhuǎn)移到示蹤劑上,產(chǎn)生一種可測量的信號。
如果小分子候選藥物與蛋白靶點相互作用,示蹤劑就需要和藥物競爭,這樣BRET信號減弱。藥物停留時間的測定依賴于化合物的預(yù)平衡、過量化合物的去除,以及示蹤劑的添加。實時信號監(jiān)測顯示,緩慢解離的化合物阻礙示蹤劑的結(jié)合,使得BRET信號緩慢產(chǎn)生。
直接測定靶點作用
在藥物開發(fā)過程中,測定細(xì)胞中蛋白靶點與藥物的結(jié)合并將這種靶點作用與藥理作用相關(guān)聯(lián)是十分重要的。NanoBRET技術(shù)為直接評估靶點作用提供了一種簡單的方法。英國癌癥研究中心曼徹斯特學(xué)院的GraemeWalker表示:“NanoBRET系統(tǒng)讓我能夠在活細(xì)胞中直接測定抑制劑的作用,我很期待將這種技術(shù)應(yīng)用到其他靶點。”
測定靶點停留時間
NanoBRET技術(shù)一個更大的好處在于能夠測定靶點停留時間,這是藥物與蛋白相互作用的持續(xù)時間。這讓研究人員能夠優(yōu)化藥物,以便增強作用。Walker補充說:“NanoBRET技術(shù)在保持細(xì)胞完整的同時,采用一種簡單的方法來測定化合物的停留時間。這種能力讓我們團隊能夠闡釋探針的新作用機制。”
NanoBRET技術(shù)是對BRET的大幅改良。它使用NanoLuc螢光素酶作為能量供體,而HaloTag蛋白標(biāo)記的NanoBRET618熒光基團作為能量受體,特別適合細(xì)胞水平蛋白相互作用的研究。
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