药物筛选与设计

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药物筛选与设计

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关于“小分子药物靶点筛选”

小分子药物靶点筛选

在药物研发的过程中,用药物来筛选作用靶点是一个非常重要的环节,能否发现并验证到正确的药物靶点直接关系到后续药物研发的成败。青云瑞晶推出基于化学蛋白质组学的两种最新药物靶点筛选方案——有限蛋白水解质谱技术(LiP-MS)与热蛋白质组学分析(TPP),可以从全蛋白质组层面,高效精准筛选出药物分子可能作用的蛋白靶点。我们提供基于该技术的全套解决方案,包含从样本处理、数据检测到生信分析全流程,加速药物研发进程。

  • 有限蛋白水解质谱技术(LiP-MS)
  • 热蛋白质组学分析(TPP)
  • 特异性Pup化邻近标记技术(SPIDER)

LiP-MS

有限蛋白水解质谱技术(Limited Proteolysis Mass Spectrometry)是一种通过研究小分子化合物(天然产物、代谢物等)与蛋白质相互作用,进行药物靶点筛选的技术。

通过小分子药物以单一浓度或多个浓度与细胞裂解物共同孵育,随后短暂暴露于非特异性蛋白酶进行有限酶切。由于小分子药物与蛋白质的结合可能引起蛋白质构象的变化,这种构象变化会影响蛋白酶的切割位点可及性,从而在有限的蛋白酶解过程中产生靶蛋白的特异性片段。接下来,使用胰蛋白酶对这些蛋白质片段进行进一步消化,生成适合定量质谱分析的肽段。通过比较药物处理样品与未处理样品中肽段的丰度差异,可精确识别出与小分子药物结合的蛋白质及其作用位点。

应用范围

  • 小分子药物潜在靶点筛选
  • 药物机制研究
  • 药物-蛋白结合域分析
  • 老药新用

技术优势

  • 无需探针设计与化学修饰

    可直接使用药物分子进行实验,避免对小分子改构。

  • 样本兼容广

    支持复杂生物样本(如菌体、组织液、细胞裂解液等)。

  • 原位分析

    在接近天然的生理环境中直接获取蛋白和小分子的相互作用。

  • 双维度信息获取

    可同时检测蛋白的丰度和结构变化。

  • 结果简单直接

    结合生信分析,快速获取可能结合靶点名称序列。

  • 机制分析

    结果可直接定位到小分子与蛋白结合的位点,揭示药物作用模式(如变构/正构等)。

筛选流程

  • 样品准备


  • 药物处理

    细胞裂解物 添加小分子

    细胞裂解物 不添加小分子

  • 蛋白酶解与收集

    添加小分子:LiP+Trp&Trp

    不添加小分子:LiP+Trp&Trp

  • 质谱检测

    使用Orbitrap Eclipse/Orbitrap Exploris480质谱仪检测

  • 数据处理

    丰度变化信息

    结构变化信息

  • 生信分析

    功能富集分析

    相互作用分析

服务配置

报告结果 蛋白肽段鉴定信息表 PPI PCA/PLS-
DA分析
肽段Barcode图 相关性热图 Wood's图 差异分析
火山图
Peptide
profile图
肽段定量
热图
蛋白质结
构图
GO/KEGG
LiP-MS
药物靶点筛选
附加收费项目 分子对接、竞争性测试、分子互作测试(SPR/MST/ITC)、敲低实验、细胞验证实验、动物验证实验

TPP

热蛋白质组学分析 (Thermal Proteome Profiling)是一种通过检测蛋白质热稳定性,确认与小分子结合的靶蛋白的药物靶点筛选技术。

药物与靶蛋白结合后,由于蛋白的构象、疏水性会产生变化或形成化学交联,引起靶蛋白热稳定性变化。在实验中,通过在梯度温度下处理蛋白质样品,检测蛋白质的热变性曲线,可以发现药物处理后靶蛋白的热稳定性变化,并利用质谱技术对全蛋白质组进行定量分析,从而实现药物靶点的筛选。

应用范围

  • 药物靶点筛选
  • 疾病标志物发现
  • 蛋白功能研究

技术优势

  • 蛋白组学规模覆盖

    全蛋白组水平筛选药物靶点,一次实验可覆盖3000–8000种蛋白质,覆盖率高。

  • 无需探针设计与化学修饰

    可直接使用药物分子进行实验,得到最真实的药靶结合信息。

  • 样本兼容广

    支持复杂生物样本(如活细胞、组织、菌体等多种样本类型)。

  • 预测直接/间接靶点

    预测可能存在的直接靶点与间接作用蛋白,有效提升药物靶点筛选效率。

  • 可原位/原态操作(in-cell/in-lysate)

    可在完整细胞、裂解液,甚至组织样本中进行,保留天然蛋白质复合物和胞内环境。

筛选流程

  • 样品准备


  • 药物处理

    活细胞 添加小分子

    活细胞 不添加小分子

  • 温度梯度处理

    【单温度】
    1个温度,52 ℃

    【多温度】
    10个温度,37~74℃

  • 质谱检测

    使用
    Orbitrap Eclipse/
    Orbitrap Exploris 480
    质谱仪检测

  • 数据处理

    相关性分析

    聚类分析

  • 生信分析

    【差异蛋白筛选】
    聚类热图、热熔曲线拟合
    【功能富集分析】
    GO富集分析…
    【相互作用分析】
    相互作用网络绘制

服务配置

报告结果 蛋白肽段鉴定信息表 PCA/PLS-DA分析 相关性热图 差异分析火山图 蛋白定量热图 GO/KEGG PPI分析
TPP 药物靶点筛选
附加收费项目 分子对接、竞争性测试、分子互作测试(SPR/MST/ITC)、敲低实验、细胞验证实验、动物验证实验

SPIDER

SPIDER 技术(Specific Pupylation as IDEntity Reporter)是一种基于邻近标记(Proximity Labeling)原理的新型药物靶点鉴定技术。这是一种高效且广泛适用的鉴定生物分子-蛋白质相互作用的方法,尤其适用于特定修饰的生物分子和小分子。通过特异性的酶促反应,在药物与靶标结合的瞬间进行“共价标记”,将微弱、瞬时的生物分子相互作用转化为永久的化学标签,从而实现对药物靶点的高灵敏度捕捉与精准识别。SPIDER技术可表征多种生物分子-蛋白质相互作用(涵盖 蛋白-小分子互作、蛋白-蛋白互作、蛋白-核酸互作 以及细胞表面的配体-受体相互作用),简便、可行,具有广泛的应用前景。

应用范围

  • 药物靶点发现
  • 老药新用研究
  • 相互作用分析
  • 核酸结合蛋白筛选

技术优势

  • 操作简便

    检测流程处理动作少、耗时短,简单且迅速高效。

  • 天然状态下跨膜蛋白研究

    可在表面标记受体进行SPIDER检测,极其适用于在活细胞上的膜蛋白类靶点的筛选。

  • 高信噪比

    采用特异性酶促反应+8M尿素严苛洗脱条件,去除绝大部分杂蛋白干扰,确保结果高特异性。

  • 广泛适用性

    生物素化操作简便,可标记任意类型生物分子(小分子药物、DNA/RNA、蛋白、多肽等),对靶点蛋白无要求,适用研究范围极广。

  • 检测瞬时/弱相互作用

    由于样品处理过程中存在共价连接,对靶点的标记十分牢固,因此可以检测生物分子与靶点之间的弱相互作用或瞬时相互作用。

筛选流程

  • 生物素化修饰

    对生物分子进行生物素化处理
    (适配小分子药物、DNA、RNA、
    多肽、蛋白质等)

  • 特异性结合

    生物素化小分子与细胞裂解液
    或活细胞孵育,与靶蛋白结合

  • 邻近标记

    加入SAm-PupE和PafA,
    在PafA酶的催化作用下,
    PupE标签会被共价连接到靶标蛋白上

  • 富集与质谱鉴定

    通过亲和磁珠捕获被标记的蛋白,
    随后进行质谱(LC-MS/MS)分析鉴定

服务配置

报告结果 阳性靶点列表 相互作用网络分析图 结果重复性分析 差异热图
SPIDER 药物靶点筛选
附加收费项目 分子互作测试(SPR/MST/ITC/BLI)、竞争性测试、生物化学实验、分子对接
LNP表征

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