2026-06-04 10:20:15, 马尔文帕纳科 马尔文帕纳科
置顶马尔文帕纳科公众号,及时了解最新信息
背景
在药物研发的早期阶段,科学家们常常面临一个“甜蜜的烦恼”:基于片段的药物设计(FBDD)能高效找到与靶蛋白结合的小分子片段,但这些片段的化学修饰产物(粗反应混合物,Crude Reaction Mix, CRM)中,有效成分往往被实验噪音掩盖。传统筛选依赖表面等离子体共振(SPR)等技术,需要对化合物进行繁琐的纯化,这不仅耗时,还可能丢失低丰度活性分子——这正是牛津大学团队在PHIP(2) bromodomain研究中遇到的核心挑战。
PHIP(2) 作为潜在的癌症治疗靶点,其抑制剂的发现需要精准解析小分子与蛋白的结合模式。然而,当团队用高通量X射线晶体学筛选1876个CRM时,仅得到22个结合物,假阴性问题显著。“我们意识到,晶体学能给出结合的结构细节,但无法直接告诉我们这些化合物的结合强度。”团队负责人Harold Grosjean博士回忆道,“而SPR虽然能测动力学,却卡在了纯化这一步——CRM中的杂质会严重干扰信号。”
无标记技术的突围:
GCI如何弥补SPR的短板?
就在此时,Grating-Coupled Interferometry(GCI,光栅耦合干涉)技术进入了他们的视野。与SPR技术类似,GCI通过检测生物分子相互作用引起的折射率变化来分析结合动力学,但它的独特优势在于:无需标记、抗干扰能力强、适合弱相互作用体系。“我们选择了Creoptix WAVE系统的waveRAPID®模式,”团队核心成员Kate Fieseler解释说,“这种脉冲注射技术能在25秒内完成一个化合物的动力学测定,且对CRM中的缓冲液、盐离子耐受性更高——这对直接分析未纯化产物至关重要。”
从结构到功能:
xSAR模型与GCI的“双剑合璧”
团队首先通过晶体学数据构建了xSAR模型:从957个CRM中提取保守结合特征(如哌嗪环、酰胺基)和非结合特征(如磺酰胺基),计算出每个化合物的“结合潜力分”(PBS/NBS)。随后,他们用GCI对模型预测的高潜力化合物进行验证:将PHIP(2)固定在传感器芯片上,以200 μM单浓度脉冲注射化合物,快速测定ka(结合速率常数)和kd(解离速率常数)。
实验结果令人惊喜:GCI不仅验证了xSAR模型找回的26个假阴性结合物,还在虚拟筛选中发现了9个新结合物。其中,化合物DIV6的KD值达到0.3 μM,比原始片段提升10倍,且配体效率(LE)从0.23提高到0.30——这意味着它用更少的原子实现了更强的特异性结合。“GCI的数据让我们确认,xSAR模型捕捉到的不仅是结构上的结合,更是具有实际功能的相互作用。”Grosjean博士强调。
上图展示了基于 GCI 技术对虚拟筛选化合物开展动力学分析的结果。图中标注了实验测得的解离速率常数(kd)与结合速率常数(ka)及对应误差范围,二者的单位分别为s-1和M-1s-1。
给研究者的启示:
技术协同如何重塑早期药物发现?
这项研究的意义远不止于PHIP(2) 抑制剂的发现。它揭示了一种“结构-动力学”协同的筛选范式:用晶体学提供结合模式的“静态图像”,用GCI补充结合强度的“动态视频”,二者结合可直接从粗反应混合物(CRM)中提取高质量SAR数据,跳过传统的纯化步骤。对于靶点验证、片段扩展等早期阶段,这种方法能将筛选周期从数周缩短至数天,同时保留更多潜在活性分子。
正如研究团队在论文中指出的:“当我们不再被纯化步骤所束缚,就能更真实地面对化学空间的复杂性。”对于广大药物研发团队而言,GCI技术的价值或许正在于此——它不是SPR的替代者,而是在“混乱”中捕捉“有效信号”的关键工具,让科学家能更自由地探索药物发现的可能性。
注:本文基于Grosjean et al., Chem. Sci., 2026, 17, 4571-4593研究成果改写。
>>> 关于马尔文帕纳科
马尔文帕纳科(Malvern Panalytical)是全球材料表征领域的专家。随着Micromeritics技术高度互补的新成员加入,进一步完善了马尔文帕纳科的材料表征解决方案。
马尔文帕纳科的使命是通过对材料进行化学、物性和结构分析,打造出更胜一筹的客户导向型创新解决方案和服务,从而提高效率和产生可观的经济效益。通过利用包括人工智能和预测分析在内的最新技术发展,我们能够逐步实现这一目标。这将让各个行业和组织的科学家和工程师可解决一系列难题,如更大程度地提高生产率、开发更高质量的产品,并缩短产品上市时间。
联系我们
销售热线:+86 400 630 6902
售后热线:+86 400 820 6902
联系邮箱:info@malvern.com.cn
官方网址:www.malvernpanalytical.com.cn
07-01 汉尧
Innopsys激光共聚焦芯片扫描仪助力牙周炎机制研究06-30 环亚生物
InnoScan微阵列生物芯片扫描分析仪助力糖尿病药物伊美格列明对胰岛α细胞的作用机制研究06-30 环亚生物
InnoScan荧光微阵列生物芯片扫描分析仪助力缺血性中风的神经机制研究06-30
InnoScan激光共聚焦荧光微阵列生物芯片扫描分析仪助力新防伪材料开发06-30 环亚生物
圆满收官|上海易算生物亮相Urimarker 2026第四届尿液生物标志物学术研讨会06-30
离子色谱法:精准检测84消毒液中的氯离子含量06-30 YOKON
以象科技-高光谱分析系列 | 塑料ABS POM PP PVC光谱数据分析06-30 以象科技
苏州安益谱十周年创始人张小华博士致辞06-30
最新影响因子14.1和8.5!MedComm系列期刊2025 JCR再创佳绩06-30
第四轮通知|mLife Research Conference 202606-30
Adv Sci | 北京大学王伟,首都师范大学周冕,中国农科院植保所彭焕:植物寄生线虫调控大豆根生物钟与翻译的分子机制06-30
“Wiley威立”社媒账号为中国作者提供免费文章推广服务,帮助您的研究扩大影响力06-30
QB | IF:2.2; CiteScore:2.9,期刊2025年度引证指标表现突出06-30
仪器租赁 | 赛默飞 离子色谱,月租金9590元起06-29
三轮通知 | 浙江省第十一届分析测试学术报告会06-29
未验先投!一检测公司 分析员被禁业5年06-29
细胞计数行业金标准——库尔特原理(电阻抗法)06-29 环亚生物
Moxi GO II 库尔特流式细胞仪在CAR-T疗法中的应用06-29 环亚生物
Orflo快速流式细胞仪助力新型基因编码钙指示剂的研究06-29 APGBio




