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为什么大家喜欢用 BLI 生物层干涉技术做小分子互作检测?

人阅读 发布时间:2021-09-14 11:10

引言
生物层干涉技术是一种非标记技术,可实时提供高通量的生物分子相互作用信息。此技术采用探针式生物传感器对样品直接进行检测,对检测样品无需做任何荧光或同位素标记。

BLI 的动力学分析用于检测相互作用的亲和力以及可逆的非共价结合的结合常数(kon)与解离常数 (koff) 以及亲和力常数 (KD)。典型的非共价结合由静电作用、氢键、范德华力和疏水作用组成。分子之间的特异性相互作用对生物学的许多过程以及药物研发至关重要。


我们统计了 2021 年第二季度国内 Octet 的文章,去除预印版和综述,归纳了近 50 篇文章的单位和应用。有至少 40 个单位用到了 Octet,其中中国药科大学是 Q2 发表最多的单位,另外复旦大学、武汉病毒所、东北师大、中国海洋大学等也发表了多篇文章。


从应用方向来看,依然涉及到了多个应用,而小分子+多肽应用文献数量超过了 1 / 3,是 Q2 文章中最多的应用。足以说明 Octet 不仅简单易用可以短时间内获得动力学数据,而且具备足够的灵敏度来测试小分子。今天陈老湿就带大家畅游这些小分子文章。

高亲和力小分子测定 [1]
单位:大连理工大学

• 小分子:LFS- 31,莱菔素类似物
• 靶点:chromosomal maintenance 1 (CRM1, exportin- 1)
• 潜在适应症:乳腺癌为主
• 实验方法:Octet RED96e,SSA 固化蛋白,检测小分子,结合解离各 3 分钟
• Octet:KD = 43.1 nM
• 机理:增加 IκBα在细胞核内的滞留,防止诱导降解信号通路
• BLI 原始数据:


陈老湿点评:
该小分子化合物亲和力在几十 nM,灰常不错了,最高浓度几百 nM 就可以了。


共价化合物亲和力测定 [2]
单位:中国药科大学

• 小分子:withangulatin A (WA),天然产物
• 靶点:Phosphoglycerate Dehydrogenase (PHGDH)
• 潜在适应症:肿瘤
• 实验方法:Octet RED96,NTA 固化蛋白,检测小分子
• Octet 结果:KD = 4.74 uM
• 机理:WA 结合 PHGDH 的 295 丝氨酸位点,封闭底物结合位点
• BLI 原始数据:


陈老湿点评:
共价小分子解离比较慢,但是亲和力不一定很高,因为可能结合慢,知道 kon/koff 的重要性了吧。


辅酶和酶的结合测定 [3]
单位:东北师范大学

• 小分子:丁酰辅酶 (BCoA)、丙二酰辅酶 (MCoA)
• 靶点:CPT1A
• 潜在适应症:非感染肠道炎症
• 实验方法:Octet RED96,NTA 固化蛋白,检测辅酶
• Octet 结果:定性检测,突变后的 CPT1A 与 BCoA、MCoA 结合(信号)能力降低
• 机理:膳食纤维可以在肠道中消化成丁. 酸,然后变成 BCoA,BCoA 与 CPT1A 底物 MCoA 结合位点相同(R243 位点),但是 BCoA 不影响 CPT1A 活性,解除 MCoA 对 CPT1A 的抑制,增强脂肪酸氧化代谢,促进 iTreg 细胞分化维持肠道免疫稳态。
• BLI 原始数据:

陈老湿点评:
多吃膳食纤维!


类固醇物质亲和力 [4]
单位:中国药科大学

• 小分子:tubocapsenolide A
• 靶点:Src homology 2 phosphatase 2 (SHP- 2)
• 潜在适应症:肿瘤
• 实验方法:Octet RED96e,NTA 固化蛋白,检测小分子
• Octet:KD = 4.7 uM
• 机理:抑制 Janus kinase 信号通路,激活 JAK/STAT3 信号通路
• BLI 原始数据:


陈老湿点评:
像这种每个浓度的结合曲线都可以快速达到饱和的小分子,可以用右边的静态拟合获得 KD 值哦。

总结
BLI 技术不仅可以用来检测化合物与蛋白、细胞的相互作用,也可以检测化合物与 DNA/RNA 等其他物质的相互作用。应用 BLI 技术可以灵活的设计相互作用实验。BLI 技术可以实现对相互作用更加定量化地测定,非常适合亲和力比较低的化合物检测。化合物解离比较快,传统方法有洗涤等步骤,使得结合的小分子被洗掉后产生假阴性结果。另外传统方法多数需要标记,可能改变靶点分子的构象,产生假阳性结果。BLI 技术的非标记和实时检测可以克服传统方法的弊端,使得小分子相互作用检测结果更加真实可靠。
 

核心产品
Octet® R2 /R4 /R8 系统提供了一种先进的无流路分析方法,
配合各种现成的浸入即读生物传感器,适用于快速结合动力学和定量分析。
该系统利用赛多利斯的非标记生物层干涉技术 (BLI),
可直接检测特定蛋白和其他生物分子,
甚至是在细胞培养上清液和裂解液等复杂混合物中。


Octet® R2 /R4 /R8
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参考文献
【1】Discovery and biological evaluation of a small‐molecule inhibitor of CRM1 that suppresses the growth of triple‐negative breast cancer cells. Traffic, 2021
【2】Identification of a novel PHGDH covalent inhibitor by chemical proteomics and phenotypic profiling. Acta Pharmaceutica Sinica B, 2021
【3】Butyrate enhances CPT1A activity to promote fatty acid oxidation and iTreg differentiation. Proceedings of National Acad Sciences, 2021
【4】Osteosarcoma cell proliferation suppression via SHP- 2 -mediated inactivation of the JAK/STAT3 pathway by tubocapsenolide A. Journal of Advanced Research,2021

 

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