化学生物学小分子筛选及资源数据库ChemBank简介

Chem Bank是一个公共的化学生物学数据平台,其中储存了多种小分子信息及其处理细胞或其他生物系统的数据结果。同时。网站还提供相关的分析工具用于小分子间或小分子与细胞的处理分析。Chem Bank数据库为生命科学领域的研究人员提供生物医药方面的相关数据和工具,指导化学生物学家合成新的小分子化合物或文库,帮助研究者找到可以干扰特殊生物途径的小分子或是影响一些催化过程的新型药物,同时也可作为化学信息学分析的数据资源库。

蛋白质异戊二烯化关键酶GGPPS结合小分子筛选模型的构建

蛋白质的基本翻译后修饰包括磷酸化、糖基化、乙酰化、棕榈酸化等^([1]),而异戊二烯化修饰是蛋白质的基本翻译后修饰之一,属于蛋白质的脂质修饰^([2]).甲羟戊酸途径中的关键分支酶——香叶基香叶基焦磷酸合成酶(Geranylgeranyl diphosphate synthase,GGPPS)能够催化法尼基焦磷酸盐(Farnesyl diphosphate,FPP)生成香叶基香叶基焦磷酸盐(Geranylgeranyl diphosphate,GGPP),介导蛋白质异戊二烯化的平衡^([3]).导致包括胰岛素抵抗^([4])、胰岛功能失调^([5])、生殖代谢异常^([6])等各种疾病的发生.GGPPS作为调节蛋白质异戊二烯化的重要靶点,因其在调节机体能量代谢稳态中的重要作用,促使构建筛选模型得到靶向GGPPS的小分子治疗药物,具有重要实践意义.实现EGFP荧光标记GGPPS原核蛋白的纯化以及表达,结合微量热泳动技术进行GGPPS结合天然化合物小分子的筛选模型构建.根据筛选模型对于检测蛋白稳定荧光的要求,分别构建含有GGPPS和EGFP基因的重组pET28a质粒以及对照质粒pET28a-EGFP.筛选高水平分泌表达GGPPS-EGFP-His蛋白的菌株,并对该菌株的目的基因整合位置及拷贝数进行测序.将含有目的基因的重组质粒的BL-21菌株大规模培养,表达的目的蛋白上带有His标签,利用镍(Ni)柱的亲和层析原理纯化获得重组蛋白GGPPS-EGFP-His,测定蛋白浓度留存.随后基于微量热泳动技术进行小分子结合筛选.重组GGPPS蛋白与梯度浓度化合物小分子在红外激光作用下发生热泳动,通过中心区域荧光检测可得出GGPPS与小分子化合物的结合状况.重组表达质粒GGPPS-EGFP-His经电泳及测序鉴定构建正确.纯化获得的重组蛋白纯度约为80%,在微量热泳动实验中,经GGPPS底物小分子法尼基焦磷酸(Farnesyl pyrophosphate,FPP)浓度梯度测试呈现良好结合.重组蛋白GGPPS-EGFP-His能够在微量热泳动技术下显示与小分子底物FPP的结合,该系统的构建对于筛选出GGPPS结合天然化合物小分子以及靶向GGPPS的小分子治疗药物具有重要意义.

基于2D模型的药物小分子筛选方法

基于片段的药物设计(Fragment-Based Drug Design,FBDD)是药物研发的主流方法之一。如何高效从海量药物大数据中筛选出具有相似分子片段的药物小分子成为生物化学研究领域的挑战性问题。针对目前人工筛选耗时长、效率低、药物筛选周期长等问题,提出一种基于2D模型的药物小分子筛选方法(SMS-2D)。利用计算机自动化筛选出与目标分子片段具有相似片段的药物小分子。实验结果表明:SMS-2D方法能高效地筛选出包含与分子片段具有相似片段的小分子。

小分子药物筛选技术研究现状及其应用进展

小分子药物筛选技术伴随着药物的发现正在不断更新和拓展,药物筛选技术的创新可以提高研发效率和成功率、缩短研发周期、降低成本。从基于已知活性化合物和高通量筛选等传统筛选技术,到基于结构的药物发现、基于片段的药物发现、DNA编码化合物库、蛋白降解靶向联合体等新技术,小分子药物筛选技术在不断拓宽小分子药物的市场潜力。该文将介绍目前小分子药物筛选技术整体现状,系统综述各技术及其优劣势,为小分子药物筛选新技术的发展提供重要参考。

过氧化物酶体增殖物激活受体(PPAR)色谱模型的构建及在小分子肽筛选中的应用

随着现代医学的进步,过氧化物酶体增殖物激活受体作为医学界一个重要的成员受到了人们的广泛关注。PPARγ受体的配体有两类:天然和合成的配体。PPRA有许多亚型,其γ亚型(PPARγ)是控制内分泌代谢的关键因素。该通过实验的方法论证了PPAR受体在小分子肽筛选中的作用。实验结果表明,选择的菌落特性能够很好地识别PPARγ受体,并且能够从特定的混合液体中筛选出PPARγ受体的成分。同时,该PPAR色谱模型能够在小分子肽筛选中取得相应的作用。

弥漫内生性脑桥胶质瘤靶向治疗新策略的体外筛选与验证

目的·从表观遗传角度寻找和鉴定弥漫内生性脑桥胶质瘤(diffuse intrinsic pontine glioma,DIPG)的单药治疗和组合靶向治疗新策略。方法·以已发表的基于8例DIPG肿瘤组织和6例正常脑组织的转录组数据为基础选择用于筛选实验的靶向小分子库。在DIPG原代细胞SU_DIPG13中进行单药筛选并寻找新的能显著抑制DIPG细胞生长的靶向小分子。通过实时定量PCR和Western blotting检测药物处理后其靶基因在mRNA和蛋白水平的表达变化。EdU和Annexin V/碘化丙啶染色后利用流式细胞术分别检测药物处理对DIPG原代细胞增殖和凋亡的影响。靶向小分子库中的药物分别与溴结构域和外端家族(bromodomain and extra terminal protein,BET)抑制剂JQ1和panobinostat组蛋白去乙酰化酶(histone deacetylase,HDAC)进行组合筛选,并体外验证对DIPG存在抑制作用的药物组合。结果·选择了包含66个小分子靶向小分子的药物库用于单药和组合筛选。单药筛选鉴定出的YM155能够显著抑制DIPG原代细胞SU_DIPG13和SU_DIPG17的生长,其靶基因BIRC5(baculoviral IAP repeat containing 5;编码survivin)在DIPG肿瘤组织中的表达高于正常组织(P=0.018)。YM155能抑制BIRC5在mRNA和蛋白水平的表达。YM155既能抑制DIPG原代细胞的增殖又能促进其凋亡。靶向小分子库中的CX4945、ABT-737分别与JQ1、panobinostat联用能在体外协同抑制DIPG细胞活性。结论·通过单药和组合药物筛选鉴定出了DIPG的靶向治疗新策略,为后续体内验证这些DIPG的新靶向治疗策略和挖掘治疗机制奠定了基础。