对抗新冠，非变性质谱高效筛选中药活性成分新策略

新冠疫情的大肆猖獗，目前已导致全球超过2.6亿人被感染。随着新冠病毒变异体的不断出现，人类还将继续与病毒战斗。如何更为高效的找到治疗新冠的药物，也就成为了当务之急。

中药自新冠疫情以来，发挥了重要的作用，已有多个中药复方被证实有效并用于新冠的临床治疗中。因此，从中药成分的丰富宝库中，有望筛选出治疗新冠的活性成分并开发成药物。但是，传统植物化学-药理学评价的方法，要经过提取、分离、纯化、鉴定、活性筛选等步骤，不但耗时耗力，而且目标性差。因此需要一种更为高效，且选择性更高的中药活性成分筛选方法。

非变性质谱法，与非直接生物亲和法相比，避免了蛋白-配体复合物繁琐的分离步骤，并且能够获得化学计量信息。但是，蛋白-配体非共价结合作用力通常较弱，在质谱分析时要求分子间作用力不能被破坏。并且，蛋白-配体复合物通常分子量较大，所带电荷多，因此要求质谱在高m/z区域仍然能达到超高分辨率，以看清复合物复杂的m/z分布信息。

图：基于磁共振质谱的非变性质谱高效筛选中药活性成分流程

布鲁克scimaX磁共振质谱，具有超过2千万的超高质谱分辨率，并且专利ParaCell检测器及磁控管控制技术，对高m/z，高电荷态离子具有优异捕集能力，可以轻松应对非变性质谱分析的难题。

作者将金银花、黄芩、连翘、甘草、大蓟、穿心莲等6种中药的提取物，分别分成不同流份，并与3CLpro共孵育形成蛋白质-配体复合物，然后利用磁共振质谱进行非变性质谱分析。如下图，能与3CLpro结合的天然产物成分，通过蛋白质以及蛋白质-配体复合物的Δm/z即可算出。

图：利用非变性质谱法从黄芩中亲和筛选与3CLpro结合的天然产物

作者利用该方法，一共筛选出16种潜在活性成分（如下图）。其中如黄芩素，已被证实是3CLpro的非共价抑制剂，说明该方法可成功从复杂体系中筛选出有效的潜在活性成分。

图：利用非变性质谱法筛选出的潜在活性天然产物

与等温滴定量热法（ITC）及表面等离子体共振光谱法（SPR）相比，非变性质谱法可提供化学计量信息，从而可以区分蛋白质与配体是否是特异性结合，在药物发现早期选择最有潜力的活性成分，缩短药物研发周期，并降低药物研发成本。

如下图所示，在同等浓度下，化合物2与3CLpro形成的蛋白质-配体复合物比化合物9-1少，而之前研究表明3CLpro只有一个底物结合位点（活性位点），说明化合物2可能是特异性结合，而化合物9-1可能是非特异性结合。

图：非变性质谱法区分蛋白质与配体结合特异性。（A）apo-3CLpro滴定分析时的质谱图，3CLpro主要以P19+和P18+形式存在；（B）3CLpro与化合物2共孵育后的质谱图，蛋白质-配体复合物以P+L形式存在；（C）3CLpro与化合物9-1共孵育后的质谱图，非特异性结合。

综上，基于磁共振质谱的非变性质谱亲和选择法，能够从如中药等复杂体系中，高效筛选出活性成分，并且利用方法提供的化学计量信息，区分蛋白质与配体是否是特异性结合，从而有助于缩短整个药物发现研发周期，并节省物力人力。