實驗背景
Fragment-based drug discovery(FBDD),是先導化合物發現的主流方法之一。它利用核磁共振技術(NMR)、X-射線單晶衍射(X-ray)以及熱遷移分析(TSA) 等方法篩選出與靶蛋白有弱相互作用的小分子片段,之后基于其結構信息對活性片段進行優化,進而得到更高活性的先導化合物進行新藥的研發。
在篩選小分子片段時,NMR能在接近生理條件的溶液中獲得結合部位信息以及Kd,但其缺點為只能檢測比較小的蛋白,且樣品消耗量大。X-ray則需要先制備蛋白晶體,并且蛋白晶體和其在溶液中的構象可能會有差異。此外,這兩種方法都需要非常昂貴的設備,通常只能在專用的平臺由專業操作人員協助開展實驗。
TSA(Thermal shift assay)通過檢測蛋白的熔解溫度Tm變化來進行蛋白結合配體的篩選,其檢測速度快,實驗門檻低。因此我們可以先使用TSA進行初級篩選,之后結合NMR或X-ray進行驗證。TSA的主要技術有染料法以及無標記的nanoDSF技術。在之前的文章中我們已經介紹過這兩種技術的原理及對比, 小編今天將和大家分享荷蘭癌癥研究所(NKI)的研究人員發表在JoVE實驗視頻期刊基于nanoDSF技術建立的片段化合物庫篩選Protocol。
doi:10.3791/62469
實驗演示
實驗小貼士
使用蛋白純度大于95%的均一蛋白
蛋白檢測濃度通常為200μg/ml, 本文中篩選768個化合物片段消耗~12ml蛋白,僅2.5mg
需要提前評估DMSO對蛋白的影響,本文中DMSO終濃度為0.2%
操作演示
1. 樣品配置
使用Mosquito robot進行片段化合物配置_嗶哩嗶哩_bilibili
使用Mosquito robot進行片段化合物配置
2.nanoDSF檢測
使用Prometheus蛋白穩定性分析儀進行TSA篩選_嗶哩嗶哩_bilibili
使用Prometheus蛋白穩定性分析儀進行TSA篩選
3.實驗小結
基于此Protocol,研究人員對三種蛋白(癌癥高表達蛋白 Hec1,單極紡錘體蛋白激酶1 Mps1及新冠非結構蛋白5,nsp5)進行了DSi-Poised library(768個片段)的篩選。
研究人員指出使用搭載nanoDSF技術的Prometheus蛋白穩定性分析儀在進行TSA篩選時有以下優勢:
樣品消耗量低,要比其他方法少幾個數量級
除Tm外,還可同時檢測樣品的聚集情況。
傳統DSF方法,染料可能會干擾蛋白與配體間的結合
除了無標記nanoDSF檢測模塊外,Prometheus蛋白穩定性分析儀還可搭載動態光散射(DLS),靜態光散射(SLS)和背反射(Backreflection)模塊,只需要10μl樣品就可以完成均一性,熱穩定性,膠體穩定性的檢測。同時我們還提供自動化解決方案,便于客戶進行無人值守的高通量篩選。
機械臂自動上樣
NanoTemper用戶介紹
荷蘭癌癥研究所(NKI)成立于1913年,是荷蘭wei一的專業癌癥中心,一直以來也肩負著國際化科學與臨床專業知識、發展及培訓中心的重要角色。該中心位于阿姆斯特丹,提供荷蘭國nei zui 佳的癌癥治療,并曾推動了多項科學突破。(圖片來源bai du)
[1] Ahmad M , Fish A , Molenaar J , et al. Nano-Differential Scanning Fluorimetry for Screening in Fragment-based Lead Discovery[J]. Journal of Visualized Experiments, 2021(171).
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