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看Octet如何把小分子互作“玩”出花樣？
基于生物層干涉（BLI）技術的Octet® 非標記分子互作系統具有高通量、高靈敏度、對DMSO等有機溶劑不敏感等優點，已成為小分子藥物開發過程中的中堅力量。近年來，發表的小分子互作相關文章已經占到Octet®國內文獻的1/3左右[12]，且不僅有量，更加有質！近期，小分子互作佳作更是層出不窮。今天陳老濕就來跟大家聊聊幾篇IF在15-16左右的小分子互作文章。
Octet® 發現小分子結合部位[1][2]
線粒體融合素（MFN1和MFN2）是介導線粒體融合和分裂的分子機器，均為發動蛋白（Dynamin）超家族成員。MFN家族的突變會導致腓骨肌萎縮癥（CMT2A）等多種遺傳性神經退行性疾病。中國科學院生物物理研究所和南開大學的科研團隊發現從繡線菊提取的一種小分子天然產物的衍生物S89具有促進線粒體融合的功效。S89可以與GTP酶競爭結合MFN1的HB2結構域，并解除MFN1的自抑制，有效促進純化MFN1在體外的融合活性，并有助于線粒體相關疾病的治療。該成果發表于Nature Chemical Biology上，該文使用Octet® 檢測證明了S89直接結合于MFN1第二個螺旋束（HB2）內的一個較松散區域。
圖1. Octet® RED96結果：將MFN1不同結構域固化在SSA傳感器上，與S89進行結合解離，發現S89結合L1結構域，與其他結構域不結合。
硫化氫(H2S)是一種重要的內源性分子，具有抗氧化特性。山東大學婁紅祥/常文強組發現基因Cys4編碼胱硫氨酸β合成酶(CBS)，是白色念珠菌中主要的H2S合成酶。敲除Cys4基因的白色念珠菌導致低致病性，提示CBS是一個很有前途的抗真菌靶點。Aminooxy-acetic acid (AOA)是一種小分子CBS抑制劑，在口咽念珠菌病(OPC)小鼠模型中具有良好的療效，提示CBS具有作為對抗真菌感染治療靶點的潛力。該成果發表于Science子刊。
圖2. Octet® RED96結果：將Cys4固化在SSA傳感器上，與AOA進行結合解離，發現AOA親和力為55µM。該小分子分子量小于<100Da!
Octet® 的小分子三元復合物檢測[5][6]
近年來，中國藥科大學藥學院王磊團隊圍繞靶向分子伴侶系統相互作用的小分子藥物設計開展了大量研究工作，基于伴侶系統與底物識別機制提出了多種分子設計新策略并取得了多項重要研究成果，其中幾乎每項成果都運用到了Octet® 非標記分子互作系統[7-11]。
胃癌細胞中 ASK1的過度磷酸化而導致細胞異常增殖，共伴侶蛋白PP5是一種特異對ASK1去磷酸化的磷酸酶，通過將PP5的小分子配體和ASK1的小分子配體通過化學連接鏈相連，發現了作為PHORCs（磷酸酶募集嵌合體）的小分子DDO3711，可特異性將p-ASK1T838去磷酸化。本研究巧妙地設計小分子調控劑將其與過度磷酸化的底物蛋白相連，在不影響底物蛋白表達的同時，實現了對其磷酸化過程的精準調控。
圖3. Octet® RED96結果：將ASK1和PP5固化在SA傳感器上，與DDO2711進行結合解離，親和力分別為84.4nM與2.86µM。
ASK1和DDO3711-PP5復合物的親和力與DDO3711相比，并沒有降低。
PP5和DDO3711-ASK1復合物的親和力與DDO3711相比，并沒有降低。
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生物層干涉（BLI）技術可以實現對相互作用更加定量化地測定，非常適合親和力比較低的化合物檢測。在傳統的方法中，化合物解離快、有洗滌等步驟，使得結合的小分子被洗掉后易產生假陰性結果；另外傳統方法多數需要標記，可能會改變靶點分子的構象，也會產生假陽性結果。SPR技術容易受到溶劑效應影響，也不適合一些溶解性差的小分子。對比之下，生物層干涉（BLI）技術的非標記和實時檢測可以克服傳統方法的弊端，使得小分子相互作用檢測結果更加真實可靠！