近日，我所生物分離分析新材料與技術研究組（1809組）葉明亮研究員團隊和吉林大學胡良海教授團隊、我所分子模擬與設計研究組（1106組）李國輝研究員團隊合作，利用蛋白質結合藥物以后對變性引起的沉淀具有更高的耐受性原理，發展了一種新型的藥物靶標蛋白質鑒定方法。
靶標蛋白的發現對藥物作用機制的研究和藥物的重新定位提供理論指導。傳統的基于活性探針和親和色譜的靶標鑒定方法，都需要對小分子或藥物進行共價修飾，經常會改變藥物的特異性和親和力，從而導致藥物蛋白靶標的假陽性鑒定。因此，需要發展一種無需對藥物進行任何化學修飾，且不依賴親和力大小的藥物靶標蛋白質鑒定方法。
本工作中，合作團隊利用藥物結合蛋白比未結合蛋白具有更高的穩定性，因此對酸性試劑引起的蛋白變性沉淀具有更高的耐受性的原理，發展了一種非修飾藥物靶標蛋白質組學鑒定新方法——pH依賴蛋白沉淀法（pH-dependent protein precipitation, pHDPP）?？蒲腥藛T利用該方法篩選到了葉酸衍生物、ATP類似物、細胞周期蛋白抑制劑和免疫抑制劑的已知靶標蛋白，驗證了該方法的可行性和穩健性；利用廣譜激酶抑制劑作為模型藥物，驗證了該方法的高靈敏度和與熱變性等其他方法的互補性；應用該方法篩選了45個雙氫青蒿素的潛在靶標蛋白，主要參與代謝和凋亡途徑。此外，科研人員通過結構對接和基于AI的靶向預測方法，驗證兩個與癌癥相關的候選靶標蛋白ALDH7A1和HMGB1，進一步利用細胞熱偏移方法確定了他們之間具有較強的親和力。pHDPP具有特異性高、通量高、成本低、操作簡單等優勢，解決了傳統基于藥物修飾的化學蛋白質組學方法需要對配體修飾的難題。pHDPP可構建靶標蛋白空間，對于揭示藥物作用機理具有重要意義。
近年來，葉明亮團隊在基于非修飾藥物靶標蛋白質組學鑒定方面發展了一系列方法（Analytical Chemistry，2020；Analytical Chemistry，2020；ACS Chemical Biology，2022），并應用于中藥紫草素（Signal Transduction and Targeted Therapy，2022）、持久性污染物全氟辛磺酸（Analytical Chemistry，2022）和肝毒性化合物格爾德霉素（Analytical Chemistry，2020）靶標蛋白的鑒定中，促進了相關藥物藥理及毒副作用機理的揭示。團隊發展的方法為藥物或小分子靶標蛋白的篩選提供了平臺。
相關研究成果以“Highly effective identification of drug targets at proteome level by pH-dependent protein precipitation”為題，發表在《化學科學》（Chemical Science）上。上述工作得到了國家重點研發計劃、國家自然科學基金、我所創新基金等項目的支持。（文/圖 張曉磊）
